一种车身强度危险工况识别及优化分析方法技术

本发明专利技术涉及一种车身强度危险工况识别及优化分析方法。包括车身疲劳强度分析、危险工况识别与载荷提取及车身静强度优化分析；建立疲劳强度计算模型，设置车身底盘连接点信号通道，基于激励点单位力强度分析结果进行载荷谱下应变

【技术实现步骤摘要】
一种车身强度危险工况识别及优化分析方法


[0001]本专利技术涉及一种车身强度优化分析方法，具体涉及一种车身强度危险工况识别及优化分析方法。

技术介绍

[0002]在白车身研发阶段，车辆生产企业需对白车身进行车身强度有限元仿真分析，以校核车身强度是否符合设计要求，白车身强度分析工况通常选取10到20个典型分析工况，但这些典型分析工况无法完全覆盖车辆参数差异性及其与复杂路况相互作用时产生的个别极端工况，而这些极端工况可能造成车辆使用过程中的强度破坏。
[0003]近年来，乘用车轻量化设计趋势的逐步加深，对白车身开发环节提出严峻挑战，在尽量降低白车身质量的前提下，同时需要确保车身强度性能，利用先进的技术手段，在项目早期对性能进行准确评估显得尤为重要。在白车身开发阶段，如何准确高效选择分析工况对车辆性能进行校核和优化迭代，对于缩短开发周期、提升产品质量有极大的帮助。
[0004]专利文献1(CN 113434964 A)中公开了一种车身静态载荷的提取及处理方法，通过建立前后悬架激励台架，将前后悬架模型和前后悬架激励台架整合为一个整车静态载荷提取模型，仅运行一次仿真，同时输出统一的车身载荷文件，不需再次人为处理整合。简化仿真方法，大量缩短处理时间，避免过程中载荷文件整合处理的失误。
[0005]专利文献2(CN 103049585 B)公开了一种汽车底盘零部件及车身在极限工况载荷提取方法及装置，用于解决汽车底盘零部件及车身在极限工况F的载荷提取问题。该汽车底盘零部件及车身在极限工况F载荷提取方法包括：获取汽车前后悬架的第一个ADAMS悬架模型及其前后悬架在各种极限工况F的轮胎载荷参数表；根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及分析第二ADAMS悬架模型，得到并输出选定的极限工况汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。专利技术的有益效果是：自动完成一个车型在己所有极限工况下的底盘零部件及车身的载荷提罢取，提高了载荷提取工作的效率和准确度。
[0006]专利文献3(CN 113705041 A)中公开了一种涉及车身耐久仿真分析
，具体地指车身耐久仿真应力结果文件获取装置、分析装置及分析方法。包括，接附点顺序获取模块，用于提取车身路谱载荷信号中车身悬架接附点顺序；接附点编号分配模块，用于对构建的车身耐久有限元模型节点ID进行重新编号并将前面的编号按照车身悬架接附点顺序依次分配给车身悬架接附点；加载信息获取模块，用于获取车身悬架接附点的N*6个单位力和力矩以及对应的N*6个载荷步；求解计算模块，用于对已加载N*6个单位力和力矩以及对应的N*6个载荷步的车身耐久有限元模型进行求解计算获得车身在单位载荷作用下的应力结果文件。专利技术大幅度提高了车身应力结果文件的获取效率，减少了仿真时间
[0007]对于专利文献1公开的一种车身静态载荷的提取及处理方法主要针对载荷提取的自动化问题，重点在于节约时间成本，避免过多认为操作造成错误，文件仅专注于载荷提取这一过程，未涉及危险工况的识别。本专利技术通过基于实测路谱的疲劳强度识别和提取了针
对特有车型本身的危险载荷。
[0008]对于专利文献2公开的一种汽车底盘零部件及车身在极限工况载荷提取方法及装置，用于解决汽车底盘零部件及车身在极限工况的载荷提取问题。其目的在于根据给定工况提取更加准确的载荷用于汽车底盘零部件的强度分析，例如指出如何处理轮胎模型等。本专利技术的所诉危险工况并不是给定的，是在分析过程中提取的，不是一中典型工况，载荷提取可同时应用于车身静强度和疲劳强度的优化。
[0009]对于专利文献3公开的一种一种涉及车身耐久仿真分析
，其重点在于规范化和高效化的如何进行车身耐久性能分析，其
技术实现思路
仅与本专利技术最后的车身强度优化相关，未提及危险工况识别及载荷提取相关的内容。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于解决白车身强度分析危险工况的识别以及优化分析，提供了一种车身强度危险工况识别及优化分析方法。
[0011]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0013]本专利技术涉及一种车身强度危险工况识别及优化分析方法。包括车身疲劳强度分析、危险工况识别与载荷提取及车身静强度优化分析；选择疲劳强度计算模型，设置路谱激励信号通道，计算基于单位载荷静强度应力应变结果的累计损伤，计算联合路谱累计损伤；基于危险工况载荷文件，对车身模型采用惯性释放方法进行静强度分析，针对此工况下强度不合格零件进行优化；本专利技术通过在白车身开发阶段借助路谱包含道路信息的全面性，在常规分析之外，识别车身强度危险工况，并对结构进行合理优化设计；保证车辆强度性能，避免过设计，降低企业研发成本。
[0014]一种车身强度危险工况识别及优化分析方法，包括车身疲劳强度分析、危险工况识别与载荷提取及车身静强度优化分析；
[0015]所述车身疲劳强度分析：建立疲劳强度计算模型，设置路谱激励信号通道，计算基于单位载荷静强度应力应变结果的累计损伤，计算联合路谱累计损伤；
[0016]所述危险工况识别与载荷提取：包括疲劳寿命云图查看、高损伤路谱识别、高应力时刻识别和载荷提取；
[0017]所述车身静强度优化分析：基于危险工况载荷车身模型采用惯性释放方法进行静强度分析，针对此工况下强度不合格零件进行优化并复算疲劳强度。
[0018]惯性释放方法：一种静强度分析方法，常规静强度分析边界条件由外部载荷和约束两部分组成，分析对象会处于静平衡状态，约束处合力与转矩等于外部载荷合力与转矩，但是白车身静强度分析状态没有约束只有外载荷，车身不是静平衡状态，惯性释放方法会依据达朗贝尔原理施加虚约束并计算达朗贝尔惯性力去平衡外载荷合力和转矩，进而完成
静力学分析。
[0019]进一步地，所述建立疲劳强度计算模型，具体内容如下：
[0020]疲劳强度计算模型采用SWT模型，SWT模型假设在一个循环中的疲劳损伤是通过σ
max
ε
a
确定的，其中σ
max
为最大拉应力，ε
a
为应变幅，σ
max
ε
a
与疲劳寿命的关系如下式：
[0021][0022]其中，σ
′
f
为疲劳强度系数；
[0023]ε
′
f
为疲劳韧度系数；
[0024]b为疲劳强度指数；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车身强度危险工况识别及优化分析方法，其特征在于：包括车身疲劳强度分析、危险工况识别与载荷提取及车身静强度优化分析；所述车身疲劳强度分析：建立疲劳强度计算模型，设置路谱激励信号通道，计算基于单位载荷静强度应力应变结果的累计损伤，计算联合路谱累计损伤；所述危险工况识别与载荷提取：包括疲劳寿命云图查看、高损伤路谱识别、高应力时刻识别和载荷提取；所述车身静强度优化分析：基于危险工况载荷车身模型采用惯性释放方法进行静强度分析，针对此工况下强度不合格零件进行优化并复算疲劳强度。2.根据权利要求1所述的一种车身强度危险工况识别及优化分析方法，其特征在于：所述建立疲劳强度计算模型，具体内容如下：疲劳强度计算模型采用SWT模型，SWT模型假设在一个循环中的疲劳损伤是通过σ
max
ε
a
确定的，其中σ
max
为最大拉应力，ε
a
为应变幅，σ
max
ε
a
与疲劳寿命的关系如下式：其中，σ
′
f
为疲劳强度系数；ε
′
f
为疲劳韧度系数；b为疲劳强度指数；c为疲劳韧度指数；E为材料弹性模量；N
f
为疲劳寿命。3.根据权利要求2所述的一种车身强度危险工况识别及优化分析方法，其特征在于：所述设置路谱激励信号通道，具体包括：导入车身有限元分析模型计算文件和路谱文件，在模型的车身底盘连接点建立信号通道，用于加载路谱文件包含的位移激励。4.根据权利要求3所述的一种车身强度危险工况识别及优化分析方法，其特征在于：所述计算基于单位载荷静强度应力应变结果的累计损伤，具体包括：生成单位力工况模型：建立信号通道位置单位力的子分析工况，子分析工况个数为信号通道数与每个信号通道数自由度数的乘积，求解方法为惯性释放法；将计算得到的结果文件导入疲劳强度计算模型，结果文件中包含了车身在各个通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：马书元，于保君，马明辉，张雨，肖永富，杨少明，王月，杜伟娟，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：