基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法及系统，包括：获取车门过开强度分析模型所需建模数据，建模数据至少包括：车身、限位器总成、车门、焊点及结构胶，获取车门配重零件质量及其质心位置信息，所述车门配重零件至少包括：玻璃、车门内板、扬声器；根据所述建模数据和车门配重零件质量及其质心位置信息搭建车门过开强度分析模型，其中，在车门过开强度分析模型中对限位器总成的罩盖与缓冲垫进行微过盈面面接触设置；基于车门过开强度分析模型创建车门过开强度分析工况、以约束车身截断面，并在车门锁芯位置施加外载荷，通过车门过开强度分析模型求解仿真结果。本发明专利技术提升仿真分析精度，降低整车研发成本并缩短研发周期。本并缩短研发周期。本并缩短研发周期。

【技术实现步骤摘要】
基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆仿真测试
，更具体地，涉及一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]汽车开闭件系统主要包括前/后车门(左右两侧)、发动机盖、背门(或行李箱盖)六个相对独立的总成，其中车门在汽车的前后左右四个门洞位置进行装配，共计四个总成，约占据了汽车开闭件系统总成数量的三分之二；因此车门是汽车开闭件系统中极为重要的总成部件。车门的性能状态对于汽车的密封性、舒适性、安全性和耐用性都有重要影响。车门性能考察主要包括过开、密封、下沉、开闭耐久等。其中，过开工况主要考察当车门处于全开位置受到较大的外载荷激励被迫继续向外转动时，车门内板与限位器总成相互接触作用而产生变形的情况。一般而言，出现车门过开现象主要是使用者误操作造成的，比如当车门处于全开位置时将大件物品搬运到车内过程中无意间与车门刮靠，或是当车门处于全开位置时乘员向外发力倚靠车门等等误操作造成的情景。当车门发生过开时，由于限位器的限位作用，会在车门内板和限位器的连接接触区域产生很大的相互接触作用力，该接触力极易造成车门内板发生塑性变形，从而造成车门出现整体翘曲变形现象。这就会对汽车的密封性造成破坏性影响，进一步造成车门隔音、隔振、防尘性能下降，导致汽车舒适性下降。此外如果车门过开情况频繁发生的话，还会使车门金属钣金加速疲劳，造成汽车耐用性下降。因此在整车开发过程中，车门过开工况的仿真评估和优化设计极为重要，进行仿真分析的意义在于通过仿真结果给车身设计提供参考和优化指导，使经过优化后的车身结构能够保证当车门发生过开时，所引起的翘曲量不会影响到汽车密封等性能。
[0003]在传统仿真分析方法中将分析模型中的车门调整到全开位置时，将限位器的罩壳与缓冲垫进行实体建模，通过实体模型建立二者之间的面面接触关系(当车门处于全开位置时，限位器的罩壳会运动到缓冲垫附近，与缓冲垫面面接触，如图1所示)，来模拟实际受力过程中缓冲垫在外载荷的作用下受压逐渐变形过程；此外，再将限位器总成中的滑动机构(滑块与限位杆之间的相对运动)简化成1D connector单元，将connector单元的属性设置成只能沿一个方向做光滑平动的运动副。
[0004]基于这种仿真方法，主要存在下述不足。虽然此种分析方法中将罩壳与缓冲垫做了实体建模，但是在二者的面面接触关系上却做了“取巧”处理，具体为在实际模型调试过程中将罩壳与缓冲垫的之间的面面接触设置为TIE接触。在仿真分析中，TIE接触代表的含义是绑定接触，即相互接触的两个面连接在一起后不能再分开。传统的仿真方法中，将罩壳与缓冲垫的之间的面面接触设置为TIE接触的原因是，在仿真分析中当罩壳与缓冲垫的之间设置常规面面接触时，外载荷(最大值一般为400N至500N)是从0N渐进增加到最大载荷的，因此在初始时刻(即当外载荷为0N时)罩壳与缓冲垫之间是没有接触力的，仿真软件无法识别二者相互作用关系，这就造成在空间位置上两者无法相互定位，从而导致了整个分析模型处于欠约束状态。将这种欠约束状态的分析模型进行求解计算，分析模型无法计算
迭代收敛，从而导致无法获得分析结果。为了补充分析模型约束边界，不得已，在罩壳与缓冲垫之间进行TIE接触处理，将罩壳与缓冲垫始终“粘”在一起，从而在空间位置上使两者实现相互定位。
[0005]但是，将罩壳与缓冲垫之间的面面接触设置为TIE接触(即绑定接触，接触区域各个位置始终“粘”在一起)，这明显不符合真实情况中罩壳与缓冲垫之间的相互作用关系。实际上，真实情况中，在外载荷的作用下罩壳与缓冲垫的面面接触区域，随着外载荷的加载方向变化，整个接触区域各个位置的接触关系是动态变化的，即不断发生“开合”变化。在采用传统仿真方法进行车门过开分析时，其获得分析结果与实物试验测试结果总是存在较大差异，难以满足越来越高的精度要求。因此，如何寻求一种能够提升汽车车门翘曲变形的评估精度，更加有效模拟当车门处于全开位置受到外载荷激励被迫继续向外转动时，限位器总成与车门内板相互接触作用而产生变形的情况的仿真分析方法，是值得研究的方向。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法、系统、电子设备及存储介质，提升仿真分析精度，使仿真模型符合实际情况，有效减少整车开发后期试验过程中的试验轮次，降低整车研发成本并缩短研发周期。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法，包括：
[0008]S1，获取车门过开强度分析模型所需建模数据，所述建模数据至少包括：车身、限位器总成、车门、焊点及结构胶，获取车门配重零件质量及其质心位置信息，所述车门配重零件至少包括：玻璃、车门内板、扬声器；
[0009]S2，根据所述建模数据和所述车门配重零件质量及其质心位置信息搭建车门过开强度分析模型，其中，在车门过开强度分析模型中对限位器总成的罩盖与缓冲垫进行微过盈面面接触设置；
[0010]S3，基于车门过开强度分析模型创建车门过开强度分析工况、以约束车身截断面，并在车门锁芯位置施加外载荷，然后通过车门过开强度分析模型求解仿真结果。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0012]可选的，步骤S1中，所述获取车门过开强度分析模型所需建模数据，获取车门配重零件质量及其质心位置信息，包括：
[0013]收集及获取车门过开强度分析模型所涉及的车身&车门&限位器总成CAD数据、BOM信息表及车门配重质量信息表；
[0014]从车身&车门&限位器总成CAD数据和BOM信息表中获取车身、限位器总成、车门、焊点及结构胶的参数；从车门配重质量信息表中获取玻璃、车门内板和扬声器的质量，以及获取玻璃、车门内板和扬声器的质心位置信息。
[0015]可选的，步骤S2中，所述根据所述建模数据和所述车门配重零件质量及其质心位置信息搭建车门过开强度分析模型，包括：
[0016]将车身、车门、限位器总成、焊点、结构胶的CAD数据导入到仿真分析软件中，其中，车身、车门数据按照2D壳单元进行建模；限位器总成中的钣金件按照2D壳单元进行建模，限
位器总成中的橡胶件和塑料件按照3D实体单元进行建模；焊点用acm(rbe3+chexa+rbe3)连接形式进行建模，结构胶用adhesives(rbe3+chexa+rbe3)连接形式进行建模；
[0017]将车身、车门、限位器总成、焊点、结构胶的2D壳单元和3D实体单元通过BOM信息表赋予其相应的材料、厚度信息；
[0018]将玻璃、车门内板和扬声器按照收集到的对应的质量和质心坐标信息，依次生成玻璃、车门内板和扬声器对应的质量点，通过RBE3柔性单元将各质量点与车门进行连接，以获得车门过开强度分析模型。
[0019]可选的，步骤S2中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法，其特征在于，包括：S1，获取车门过开强度分析模型所需建模数据，所述建模数据至少包括：车身、限位器总成、车门、焊点及结构胶，获取车门配重零件质量及其质心位置信息，所述车门配重零件至少包括：玻璃、车门内板、扬声器；S2，根据所述建模数据和所述车门配重零件质量及其质心位置信息搭建车门过开强度分析模型，其中，在车门过开强度分析模型中对限位器总成的罩盖与缓冲垫进行微过盈面面接触设置；S3，基于车门过开强度分析模型创建车门过开强度分析工况、以约束车身截断面，并在车门锁芯位置施加外载荷，然后通过车门过开强度分析模型求解仿真结果。2.根据权利要求1所述的一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法，其特征在于，步骤S1中，所述获取车门过开强度分析模型所需建模数据，获取车门配重零件质量及其质心位置信息，包括：收集及获取车门过开强度分析模型所涉及的车身&车门&限位器总成CAD数据、BOM信息表及车门配重质量信息表；从车身&车门&限位器总成CAD数据和BOM信息表中获取车身、限位器总成、车门、焊点及结构胶的参数；从车门配重质量信息表中获取玻璃、车门内板和扬声器的质量，以及获取玻璃、车门内板和扬声器的质心位置信息。3.根据权利要求1或2所述的一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法，其特征在于，步骤S2中，所述根据所述建模数据和所述车门配重零件质量及其质心位置信息搭建车门过开强度分析模型，包括：将车身、车门、限位器总成、焊点、结构胶的CAD数据导入到仿真分析软件中，其中，车身、车门数据按照2D壳单元进行建模；限位器总成中的钣金件按照2D壳单元进行建模，限位器总成中的橡胶件和塑料件按照3D实体单元进行建模；焊点用acm(rbe3+chexa+rbe3)连接形式进行建模，结构胶用adhesives(rbe3+chexa+rbe3)连接形式进行建模；将车身、车门、限位器总成、焊点、结构胶的2D壳单元和3D实体单元通过BOM信息表赋予其相应的材料、厚度信息；将玻璃、车门内板和扬声器按照收集到的对应的质量和质心坐标信息，依次生成玻璃、车门内板和扬声器对应的质量点，通过RBE3柔性单元将各质量点与车门进行连接，以获得车门过开强度分析模型。4.根据权利要求1所述的一种基于微过盈面面接触的车门过开强度仿真分析方法，其特征在于，步骤S2中，所述在车门过开强度分析模型中对限位器总成的罩盖与缓冲垫进行微过盈面面接触设置，包括：判断车门状态，如判定车门在全开状态下，则将限位器总成调整至打开姿态；设置限位器总成中罩壳与缓冲垫之间的面面接触关系，并微调罩壳与缓冲垫接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，陆兴旺，罗洲，杜海龙，姚晨，
申请(专利权)人：岚图汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：