一种用于优化车身结构的方法技术

一种用于通过确定车身的一个或多个所选车身元件的变形优化车身结构的方法，该方法包括以下步骤：选择应当确定其变形的车身的一个或多个车身元件，从第一车身结构的完全修整模型得到所选车身元件的第一组变形值，其中第一组变形值基于在指定时间段期间测得的动态值或在完整动态负载仿真模型中仿真得到的动态数据；确定在等效静负载仿真模型中被施加到第一车身结构的简化模型的一个或多个力，以获得用于第一车身结构的简化模型的所选车身元件的第二组变形值，其中对于相同的所选车身元件，所选车身元件的第二组变形值对应于第一组变形值；在等效静态负载仿真模型中，将该一个或多个确定的力施加到类似的替代性的第二车身结构的简化模型，以获得用于第二车身结构的简化模型的所选车身元件的第三组变形值；确定第三组变形值是否在用于满足第二车身结构的变形要求的预定变形值范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于优化车身结构的方法
本公开内容涉及一种用于通过确定车身的一个或多个所选车身元件的变形优化车身结构的方法，其中计算所选车身元件的变形值。
技术介绍
在现代车辆的构造和设计过程中，用数学模型或计算机模型对车身或车身部件进行仿真，以更好地理解车辆结构的结构特性。有许多不同的计算机仿真模型可用于汽车设计过程的不同阶段。也可以使用真实测试车辆，很多时候，在构造过程中同时使用真实车辆测试程序和车辆模型的计算机仿真。在开发新车辆时，通常使用车辆的计算机模型替代真实车辆模型。计算机模型减少了成本和开发时间。在设计过程中的重要方面是车身结构不同部位的变形，其中车身刚度对汽车异响和噪声性能有着重要影响。坚固的车身结构可以降低汽车结构中使用的不同内部组件的激励水平，诸如例如车门面板、车身面板和驾驶舱等的内部结构。此外，通过坚固的车身结构，车身封闭间隙中密封件的运动减少，可以改善汽车的噪音、振动和不平顺性(NVH)性能，并降低整个汽车的异响及噪声风险。因此，限制车身变形的要求是期望的。然而，过于坚固的车身结构可能会对汽车的耐撞性产生负面影响。在碰撞情况下吸收能量所需的车身结构的变形可能在具有高刚度的结构中受到限制。因此，在汽车结构的设计中需要根据不同的参数，诸如车身不同部位的刚度，来优化结构。确定车身结构的刚度的一种常用方法是仅使用静态扭转刚度计算模型或对未修整的车身的第一扭转模式进行仿真，通过这些模型，复杂车身结构的刚度在每种情况下仅由一个值反映。由于未具体考虑汽车不同区域的局部刚度，如前部、后部、下部和上部的刚度，因而使得静态或动态扭转刚度计算模型的使用不可靠。因此，需要一种改进的方法，通过计算机仿真在计算机模型中优化车身结构，其中通过对汽车结构的数学建模来再现汽车的结构行为。
技术实现思路
本公开内容的目的在于提供一种用于优化车身结构并避免上述问题的方法。这一目的至少部分地由独立权利要求的特征来实现。从属权利要求包含用于优化车身结构的方法的进一步发展。本公开内容涉及一种用于通过确定车身的一个或多个所选车身元件的变形优化车身结构的方法，其中，选择应当确定其变形的一个或多个车身元件。从第一车身结构的完全修整模型中获得所选车身元件的第一组变形值，其中第一组变形值基于在指定时间段期间测得的动态值或在完整动态负载仿真模型中仿真得到的动态数据。确定在等效静负载仿真模型中需要被施加到第一车身结构的简化模型的一个或多个力，以获得用于第一车身结构的简化模型的所选车身元件的第二组变形值，从而对于相同的所选车身元件，所选车身元件的第二组变形值对应于第一组变形值。在等效静负载仿真模型中，将所述一个或多个确定的力施加到类似的替代性的第二车身结构的简化模型，以获得用于第二车身结构的简化模型的所选车身构件的第三组变形值。确定第三组变形值是否在用于满足第二车身结构的变形要求的预定期望变形值范围内。具有这些特征的优点是，可以以简单可靠的方式优化车辆结构的设计。通过具体使用不同车身结构和仿真模型，可以在设计过程的早期阶段针对类似的替代性的第二车身结构的简化模型优化车身结构。通过在等效静态负载仿真模型中对车身结构的简化模型进行数学建模，可以再现汽车结构的结构性能。构造和设计过程可以变得更有效率，可以选择重要的结构特征，例如车身不同部分的刚度和变形，以改善例如具有足够刚性的车身结构的汽车的异响及噪声性能，而不会损害汽车的耐撞性。根据本公开内容的一个方面，来自第一车身结构的完全修整模型的所选车身元件的第一组变形值从完整动态负载仿真模型中的仿真中获得，或者，从布置于完全修整模型上的传感器获得。测量值为建立第一组变形值提供了替代方法。根据本公开内容的一个方面，如果第三组变形值不在预定期望变形值范围内，则改变第二车身结构的简化模型的一个或多个结构参数，以实现在简化模型中的一个或多个修改后的第二车身结构，对于简化模型中的修改后的第二车身结构重复等效静态负载优化仿真步骤，直到获得在预定变形值范围内的新的第三组变形值。这样就可以通过迭代过程优化车身结构，在这一过程中不同的设计和结构参数可以被改变。根据本公开内容的另一方面，该方法还包括以下步骤：通过在指定时间段期间在完整动态负载仿真模型中对第二车身结构的完全修整模型或修改后的第二车身结构完全修整模型进行仿真，对于相同的车身元件，验证第二车身结构的完全修整模型或修改后的第二车身结构的完全修整模型的所选车身元件的第三组变形值在预定变形值范围内。这一步骤为进一步验证车身结构的仿真和优化过程提供了可能。一旦第二车身结构的完全修整模型或修改后的第二车身结构的完全修整模型可用，该方法就可以进行验证。根据本公开内容的另一个方面，所选车身元件的变形值被计算为所选车身元件上的两个所选测量点之间的距离的变形的绝对变化或变形的相对变化。这样，所选测量点之间的距离既可以在不变形时测量，也可以在变形期间测量。变形的绝对变化或相对变化指示了所选测量点之间的距离的变形量有多大。根据本公开内容的其他方面，通过计算每个所选车身元件的经滤波的变形值而建立第一组变形值，其中通过采集每个所选车身元件在指定时间段期间的仿真第一组变形值而建立所选车身元件的经滤波的变形值，其中每个所选车身元件的经滤波的变形值被计算为在指定时间段期间的仿真的最高变形值的百分比的平均值。经滤波的变形值的计算用于将在指定时间段期间测量和采集的大量变形值减少为来自动态仿真步骤的一组变形值，该组变形值可与静态仿真中的多组变形值进行比较。根据本公开内容的一个方面，通过从第一组变形值计算最大主响应矢量和矢量参与评估在等效静态负载仿真模型中计算等效静态负载的可能性。通过从组成第一组变形值的变形值来计算最大主响应矢量和矢量参与，以有效、可靠的方式估计了等效静态负载仿真模型的使用可能性。根据本公开内容的其他方面，一个或多个所选车身元件是一个或多个车身封闭开口，并且一个或多个车身封闭开口是前门封闭开口、后门封闭开口、车顶封闭开口和后部封闭开口中的一个或多个。通过计算每个所选车身封闭开口的对角线的变形而确定一组变形值。车身封闭开口适用于确定车身变形以便改善车辆NVH性能，包括车辆异响及噪声性能，以及在不影响车辆耐撞性的前提下实现足够坚固的车身结构。根据本公开内容的其他方面，一个或多个所选车身元件是一个或多个横截面。通过计算每个所选横截面的对角线的变形而确定一组变形值。此外，横截面也适用于确定为了改善车辆NVH性能的车身变形，包括车辆异响及噪声性能，在不影响车辆耐撞性的前提下实现足够坚固的车身结构。根据本公开内容的另一方面，车身结构的简化模型是灰车身。根据本公开内容的一个方面，将在等效静态负载仿真模型中需要施加到第二车身结构的简化模型的一个或多个力施加到第二车身结构的简化模型的一个或多个支柱安装点。车辆有四个不同的支柱安装点，在行驶周期中同时承受动态负载和静态负载，因此这些支柱安装点适合于在等效静态负载仿真模型中被施加力。本公开内容还涉及一种包括指令的非暂时性的计算机可读介质，其中当由计算机执行所述指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过确定车身的一个或多个所选车身元件(2)的变形优化车身结构的方法，所述方法包括以下步骤：/n选择应当确定其变形的所述车身的一个或多个车身元件(2)，/n从第一车身结构(1a)的完全修整模型(3)获得所选车身元件(2)的第一组变形值(DV1)，其中所述第一组变形值(DV1)基于在指定时间段(T)期间测得的动态值或在完整动态负载仿真模型中仿真得到的动态数据，/n确定在等效静态负载仿真模型中被施加到所述第一车身结构(1a)的简化模型(4)的一个或多个力(F1、F2、F3、F4)，以获得用于所述第一车身结构(1a)的所述简化模型(4)的所选车身元件(2)的第二组变形值(DV2)，其中对于相同的所选车身元件(2)，所选车身元件(2)的所述第二组变形值(DV2)对应于所述第一组变形值(DV1)，/n在等效静态负载仿真模型中，将所述一个或多个确定的力(F1、F2、F3、F4)施加到类似的替代性的第二车身结构(1b)的简化模型(4)，以获得用于所述第二车身结构(1b)的简化模型(4)的所选车身元件(2)的第三组变形值(DV3)，以及/n确定所述第三组变形值(DV3)是否在用于满足所述第二车身结构(1b)的变形要求的预定变形值范围内。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180309 EP 18161045.21.一种用于通过确定车身的一个或多个所选车身元件(2)的变形优化车身结构的方法，所述方法包括以下步骤：
选择应当确定其变形的所述车身的一个或多个车身元件(2)，
从第一车身结构(1a)的完全修整模型(3)获得所选车身元件(2)的第一组变形值(DV1)，其中所述第一组变形值(DV1)基于在指定时间段(T)期间测得的动态值或在完整动态负载仿真模型中仿真得到的动态数据，
确定在等效静态负载仿真模型中被施加到所述第一车身结构(1a)的简化模型(4)的一个或多个力(F1、F2、F3、F4)，以获得用于所述第一车身结构(1a)的所述简化模型(4)的所选车身元件(2)的第二组变形值(DV2)，其中对于相同的所选车身元件(2)，所选车身元件(2)的所述第二组变形值(DV2)对应于所述第一组变形值(DV1)，
在等效静态负载仿真模型中，将所述一个或多个确定的力(F1、F2、F3、F4)施加到类似的替代性的第二车身结构(1b)的简化模型(4)，以获得用于所述第二车身结构(1b)的简化模型(4)的所选车身元件(2)的第三组变形值(DV3)，以及
确定所述第三组变形值(DV3)是否在用于满足所述第二车身结构(1b)的变形要求的预定变形值范围内。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述第一车身结构(1a)的完全修整模型(3)的所选车身元件(2)的所述第一组变形值(DV1)从所述完整动态负载仿真模型中的仿真中获得，或者，从布置于所述完全修整模型(3)上的传感器获得。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述第三组变形值(DV3)不在预定期望变形值范围内时，
改变所述第二车身结构(1b)的所述简化模型(4)的一个或多个结构参数，以实现在所述简化模型(4)中的一个或多个修改后的第二车身结构(1b)，以及
对于所述简化模型(4)中的所述修改后的第二车身结构(1b)，重复等效静态负载优化仿真步骤，直到获得在预定期望变形值范围内的第三组变形值(DV3)。


4.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括步骤：
通过在指定时间段(T)期间在完整动态负载仿真模型中对所述第二车身结构(1b)的完全修整模型(3)或所述修改后的第二车身结构(1b)的完全修整模型(3)进行仿真，对于相同的车身元件(2)，验证所述第二车身结构(1b)的所述完全修整模型(3)或所述修改后的第二车身结构(1b)的所述完全修整模型(3)中的所选车身构件(2)的所述第三组变形值(DV3)在预定变形值范围内。


5.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·卡恩萨里，Y·萨迪，M·弗里策尔，V·琼森，J·韦伯，
申请(专利权)人：宁波吉利汽车研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33