基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法技术

本发明专利技术涉及一种基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，包括：基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型；定义第一激光雷达加热盖板模型的各个参数，并进行仿真计算对激光雷达加热盖板进行热分析和风压分析；基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于结构分析的第二激光雷达罩加热盖板模型；将第一激光雷达加热盖板模型的仿真结果映射到第二激光雷达罩加热盖板模型，得到映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据；根据映射后的温度数据和表面压力数据对第二激光雷达罩加热盖板模型进行仿真计算，得到激光雷达罩加热盖板的变形量。本发明专利技术能够指导加热丝选型、布局及结构设计。布局及结构设计。布局及结构设计。

【技术实现步骤摘要】
基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法


[0001]本专利技术涉及计算辅助工程(CAE)
，特别是涉及一种基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法。

技术介绍

[0002]随着新能源车的发展，自动驾驶技术的作用越来越重要，激光雷达的应用范围也越来越广，而激光雷达加热盖板，作为激光雷达的重要部件，其精度直接影响雷达的穿透和成像能力。
[0003]激光雷达作为高精度的ADAS传感器，盖板的微观形状，曲率变化对激光传输的影响不可忽视。特别是汽车在行驶过程中，温度、风载均会对激光雷达的盖板形状有影响，此外为了适应寒冷环境，激光雷达罩自身也附带了加热功能，加热丝加热也会产生形变，这些变形对激光穿透、折射、反射的产生均有一定的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，能够指导加热丝选型、布局及结构设计。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，包括以下步骤：
[0006]基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型；
[0007]定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数，并进行仿真计算对所述激光雷达加热盖板进行热分析和风压分析；
[0008]基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于结构分析的第二激光雷达罩加热盖板模型；
[0009]将所述第一激光雷达加热盖板模型的仿真结果映射到所述第二激光雷达罩加热盖板模型，得到映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据；
[0010]根据映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据对所述第二激光雷达罩加热盖板模型进行仿真计算，得到激光雷达罩加热盖板的变形量。
[0011]所述基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型时，根据激光雷达加热盖板的尺寸确定空气域的大小，同时分割加热丝、进出口及壁面，并指定对应的物理模型。
[0012]所述定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数具体为：定义空气进口的温度和风速，以及出口的温度，同时设定加热丝的发热量和发热功率。
[0013]所述基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于结构分析的第二激光雷达罩加
热盖板模型具体为：利用结构分析软件建立所述第二激光雷达罩加热盖板模型，所述第二激光雷达罩加热盖板模型的网格尺寸与所述第一激光雷达加热盖板模型的网格尺寸相同，同时在模型中定义材料的密度、弹性模量、泊松比及热膨胀系数，并设置边界条件和环境温度。
[0014]所述将所述第一激光雷达加热盖板模型的仿真结果映射到所述第二激光雷达罩加热盖板模型，得到映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据具体为：
[0015]将所述第二激光雷达罩加热盖板结构模型导入到构建所述第一激光雷达加热盖板模型的流体分析软件中；
[0016]根据导入的第二激光雷达罩加热盖板结构模型选择映射数据，其中，在温度映射时采用体映射，在压力映射时采用面映射；
[0017]新建场标量，在场景零部件中选择所述结构分析软件，并通过场函数查看映射前后温度和压力的差异；
[0018]导出映射后的第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据。
[0019]所述根据映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据对所述第二激光雷达罩加热盖板模型进行仿真计算时，采用include文件调用所述映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据。
[0020]有益效果
[0021]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术可模拟激光雷达加热盖板在不同的热、风速下的变形，并根据仿真结果指导加热丝选型、布局及结构设计。本专利技术通过联合仿真的分析方法，同时考虑加热、风速的影响，并利用结构分析软件进行联合仿真，大大提高仿真精度，提升产品的性能。本专利技术为数值模拟方法，无需物理模型进行实验验证，可大大提高新产品的研发效果和开发成本。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施方式的流程图；
[0023]图2是本专利技术实施方式中第一激光雷达加热盖板模型示意图；
[0024]图3是本专利技术实施方式中第二激光雷达加热盖板模型示意图；
[0025]图4是本专利技术实施方式中映射数据时的示意图；
[0026]图5是本专利技术实施方式中映射后映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0028]本专利技术的实施方式涉及一种基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方
法，包括以下步骤：基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型；定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数，并进行仿真计算对所述激光雷达加热盖板进行热分析和风压分析；基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于结构分析的第二激光雷达罩加热盖板模型；将所述第一激光雷达加热盖板模型的仿真结果映射到所述第二激光雷达罩加热盖板模型，得到映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据；根据映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据对所述第二激光雷达罩加热盖板模型进行仿真计算，得到激光雷达罩加热盖板的变形量。本实施方式可以借助于STAR
‑
CCM+软件和Abaqus软件，能够从变形、曲率的角度降低对激光穿透、折射、反射的影响，指导加热丝选型、布局及结构设计。
[0029]步骤一，基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型。本步骤中采用STAR
‑
CCM+软件构建第一激光雷达加热盖板模型，如图2所示，在构建时，根据激光雷达加热盖板的尺寸确定合适的空气域的大小，同时分割出加热丝、进出口及壁面，并指定对应的物理模型。
[0030]步骤二，定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数，并进行仿真计算对所述激光雷达加热盖板进行热分析和风压分析。定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数具体为：定义空气进口的温度和风速，以及出口的温度，同时设定加热丝的发热量和发热功率。
[0031]步骤三，基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于结构分析的第二激光雷达罩加热盖板模型(见图3)。本步骤中采用Abaqus软件建立第二激光雷达罩加热盖板模型，为了提高映射精度，第二激光雷达罩加热盖板模型的网格尺寸需与第一激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，其特征在于，包括以下步骤：基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型；定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数，并进行仿真计算对所述激光雷达加热盖板进行热分析和风压分析；基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于结构分析的第二激光雷达罩加热盖板模型；将所述第一激光雷达加热盖板模型的仿真结果映射到所述第二激光雷达罩加热盖板模型，得到映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据；根据映射后第二激光雷达罩加热盖板模型上各个节点的温度数据和表面压力数据对所述第二激光雷达罩加热盖板模型进行仿真计算，得到激光雷达罩加热盖板的变形量。2.根据权利要求1所述的基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，其特征在于，所述基于激光雷达加热盖板的三维数据创建用于流体分析的第一激光雷达加热盖板模型时，根据激光雷达加热盖板的尺寸确定空气域的大小，同时分割加热丝、进出口及壁面，并指定对应的物理模型。3.根据权利要求1所述的基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，其特征在于，所述定义所述第一激光雷达加热盖板模型的各个参数具体为：定义空气进口的温度和风速，以及出口的温度，同时设定加热丝的发热量和发热功率。4.根据权利要求1所述的基于CAE联合仿真技术的激光雷达加热盖板分析方法，其特征在于，所述基于激光雷达加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐顺河，黄钊浴，吴红斌，陶志军，
申请(专利权)人：宁波信泰机械有限公司，
类型：发明
国别省市：