电动轻卡车架总成仿真分析方法技术

电动轻卡车架总成仿真分析方法，在有限元仿真软件的XYZ坐标系中搭建车架总成的仿真模型，其特征在于，仿真分析方法为：车架总成强度分析、车架总成刚度分析和车架总成模态分析。本发明专利技术中强度仿真分析时模似车架总成的负重和载荷以及车辆行驶时车架总成的承载，简化仿真模型的同时提高强度仿真分析的可靠性和准确性，刚度仿真分析时对车架总成施加边界条件，选择加载点和测点，直接仿真计算出车架总成刚度，仿真分析过程更直观，可操作性更强，提高仿真分析的可靠性，建模过程简单，仿真效率高，在车辆设计开发前期初步验证车架总成的性能，缩短试验周期和成本，提升研发效率。提升研发效率。提升研发效率。

【技术实现步骤摘要】
电动轻卡车架总成仿真分析方法


[0001]本专利技术涉及一种电动轻卡车架总成仿真分析方法，属于车架仿真分析


技术介绍

[0002]作为整车装配基础的车架总成，汽车中的绝大部分零部件都装配其上，承受着各大总成的质量、弯矩及不平路面产生的扭转角。对于某些受力不均匀的结构件在路面随机激励下易造成车架的疲劳损伤，进而影响整车的安全性能，并且随着汽车技术的发展，用户对汽车的要求已不再局限于结实耐用，对于整车的噪音、振动等NVH性能要求越来越高。而车架总成是影响整车耐久、NVH性能的重要因素。
[0003]目前电动轻卡车架总成的开发流程中，车架疲劳耐久性能仿真分析通常采用基于虚拟迭代的准静态仿真分析方法，其分析流程主要包括惯性释放求解车架有限元单位载荷应力应变，试车场路谱数据采集，整车多体动力学模型迭代，提取车架连接点载荷谱，结合SN曲线疲劳分析，该方法可较为准确的分析出整车道路耐久试验的疲劳耐久性能，但分析周期较长，试验费用高；但车架总成对整车耐久、NVH性能的影响并无完整系统的仿真分析方法，一般需要通过实车耐久试验、NVH性能主观评价或客观试验等方式来检验，不仅本身开发周期长、试验费用高，还需进行多轮的设计更改与验证，将进一步增加时间周期与开发成本。
[0004]检索到的相关专利文件有：
[0005]1.CN202010701700.9
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一种基于三维建模的替代车架仿真方法及仿真系统；
[0006]2.CN202011009235.9
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赛车车架性能分析方法装置设备及可存储介质；
[0007]3.CN202210466607.3
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车架及其附属件的分析方法系统存储介质及计算机；
[0008]4.CN202210656692.X
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一种基于等效刚度理论的驾驶室摆臂导向机构优化方法；
[0009]5.CN202210885507.4
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一种轻卡车架疲劳仿真快速分析方法；
[0010]6.CN202210953018.8
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一种非承载式车身车架扭转强度分析方法及系统。

技术实现思路

[0011]本专利技术提供的电动轻卡车架总成仿真分析方法，强度仿真分析时模似车架总成的负重和载荷以及车辆行驶时车架总成的承载，简化仿真模型的同时提高强度仿真分析的可靠性和准确性，刚度仿真分析时对车架总成施加边界条件，选择加载点和测点，直接仿真计算出车架总成刚度，仿真分析过程更直观，可操作性更强，提高仿真分析的可靠性，建模过程简单，仿真效率高，在车辆设计开发前期初步验证车架总成的性能，缩短试验周期和成本，提升研发效率。
[0012]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0013]电动轻卡车架总成仿真分析方法，在有限元仿真软件的XYZ坐标系中搭建车架总成的仿真模型，其特征在于，仿真分析方法为：
[0014]车架总成强度分析：先在仿真软件中模拟车架总成的负重和载荷，再分别模拟冲
击、扭转、制动和转向工况下车架总成的承载，并计算得到各工况下车架总成的应力云图，将各工况下车架总成中各部件的最大应力与相应部件的材料屈服强度对比，分析车架总成的强度否是满足设计要求；
[0015]车架总成刚度分析：在仿真软件中对车架总成施加车架刚度边界条件，加载计算车架刚度所需的变形载荷，测量相应测点的变形位移，并计算出车架总成的刚度，将计算出的刚度与预设的刚度进行对比，分析车架总成的刚度是否满足设计要求；
[0016]车架总成模态分析：在仿真软件中设定车架总成的模态边界条件，再仿真计算出车架总成的相应阶数模态，将计算出的相应阶数模态与目标阶数模态进行对比，分析车架总成对应的模态阶数是否符合设计要求。
[0017]优选的，“在仿真软件中模拟车架总成的负重和载荷”是指：将车体中与车架总成连接的各部件按集中质量在车架总成上进行加载，将货厢与货物重量简化为车载总成上的均匀载荷。
[0018]优选的，在仿真软件中约束两前轮YZ两向平动自由度，以形成对车架总成中两前轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加
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2.5倍的Z向重力场，模拟冲击工况下车架总成的承载。
[0019]优选的，在仿真软件中约束左前轮Y向平动自由度，右前轮YZ向平动自由度，约束两后轮XYZ向平动自由度，以形成车架总成中四轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加
‑
1.2倍的Z向重力场，模拟扭转工况下车架总成的承载。
[0020]优选的，在仿真软件中约束两前轮XYZ向平动自由度，约束两后轮YZ向平动自由度，以形成车架总成中四轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加
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0.8倍的X向与
‑
1.2倍的Z向重力场，模拟制动工况下车架总成的承载。
[0021]优选的，在仿真软件中约束两前轮YZ向平动自由度，约束两后轮XYZ向平动自由度，以形成车架总成中四轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加0.6倍的Y向与
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1.2倍的Z向重力场，模拟转向工况下车架总成的承载。
[0022]优选的，车架总成刚度分析包括车架总成弯曲刚度分析和车架总成扭转刚度分析；
[0023]车架总成弯曲刚度分析过程为：
[0024]首先，在仿真软件中对车架总成施加车架总成弯曲刚度边界条件：约束车架总成的前悬左、右弹簧座安装点Y和Z两个方向的平动自由度；约束车架的后悬左、右弹簧座安装点X、Y、Z三个方向的平动自由度；
[0025]其次，在仿真软件中加载计算车架弯曲刚度所需的变形载荷，加载点为：前悬左弹簧座安装点与后悬左弹簧座安装点的中点所在Z向平面与车架左纵梁上表面相交的中点位置、前悬右弹簧座安装点与后悬右弹簧座安装点的中点所在Z向平面与车架右纵梁上表面相交的中点位置；加载载荷为：两个加载点沿整车
‑
Z向各施加1000N的力；测量变形位移的测点为：车架左纵梁上表面最大变形点在左纵梁下表面上的Z向对齐点、车架右纵梁上表面最大变形点在右纵梁下表面上的Z向对齐点；
[0026]然后，根据测点测量的变形位移和加载载荷，在仿真软件中计算出车架总成的弯曲刚度，将计算出的弯曲刚度与预设的弯曲刚度进行对比，分析车架总成的弯曲刚度是否满足设计要求。
[0027]优选的，车架总成扭转刚度分析过程为：
[0028]首先，在仿真软件中对车架总成施加车架总成扭转刚度边界条件：约束车架总成的前防撞梁中间点的Z向平动自由度，并使被约束点的Y向坐标为零，约束车架总成的后悬架左、右安装点X、Y、Z三个方向的平动自由度；
[0029]其次，在仿真软件中加载计算车架扭转刚度的所需变形载荷，加载点为：前悬架左、右弹簧座安装点；加载载荷为：每个加载点分别沿Z向施加1000N,两点加载点的加载方向相反使两个加载点的力矩达到平衡，测量变形位移的测点与加载点重合；
[0030]然后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电动轻卡车架总成仿真分析方法，在有限元仿真软件的XYZ坐标系中搭建车架总成的仿真模型，其特征在于，仿真分析方法为：车架总成强度分析：先在仿真软件中模拟车架总成的负重和载荷，再分别模拟冲击、扭转、制动和转向工况下车架总成的承载，并计算得到各工况下车架总成的应力云图，将各工况下车架总成中各部件的最大应力与相应部件的材料屈服强度对比，分析车架总成的强度否是满足设计要求；车架总成刚度分析：在仿真软件中对车架总成施加车架刚度边界条件，加载计算车架刚度所需的变形载荷，测量相应测点的变形位移，并计算出车架总成的刚度，将计算出的刚度与预设的刚度进行对比，分析车架总成的刚度是否满足设计要求；车架总成模态分析：在仿真软件中设定车架总成的模态边界条件，再仿真计算出车架总成的相应阶数模态，将计算出的相应阶数模态与目标阶数模态进行对比，分析车架总成对应的模态阶数是否符合设计要求。2.根据权利要求1所述的电动轻卡车架总成仿真分析方法，其特征在于，“在仿真软件中模拟车架总成的负重和载荷”是指：将车体中与车架总成连接的各部件按集中质量在车架总成上进行加载，将货厢与货物重量简化为车载总成上的均匀载荷。3.根据权利要求1所述的电动轻卡车架总成仿真分析方法，其特征在于，在仿真软件中约束两前轮YZ两向平动自由度，以形成对车架总成中两前轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加
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2.5倍的Z向重力场，模拟冲击工况下车架总成的承载。4.根据权利要求1所述的电动轻卡车架总成仿真分析方法，其特征在于，在仿真软件中约束左前轮Y向平动自由度，右前轮YZ向平动自由度，约束两后轮XYZ向平动自由度，以形成车架总成中四轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加
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1.2倍的Z向重力场，模拟扭转工况下车架总成的承载。5.根据权利要求1所述的电动轻卡车架总成仿真分析方法，其特征在于，在仿真软件中约束两前轮XYZ向平动自由度，约束两后轮YZ向平动自由度，以形成车架总成中四轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加
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0.8倍的X向与
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1.2倍的Z向重力场，模拟制动工况下车架总成的承载。6.根据权利要求1所述的电动轻卡车架总成仿真分析方法，其特征在于，在仿真软件中约束两前轮YZ向平动自由度，约束两后轮XYZ向平动自由度，以形成车架总成中四轮安装点的自由度相应约束，并对车架总成施加0.6倍的Y向与
‑
1.2倍的Z向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朋，陈海彬，周建军，
申请(专利权)人：上海小点汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：