一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法技术

本发明专利技术属于汽车技术领域，涉及一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，包括数字化路面创建，轮胎模型，建立多体动力学模型，白车身建模，多体动力学模型调试，数字化试验场模拟和应力恢复法分析。本发明专利技术基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，可以在设计前期利用整车的虚拟试验场模型以及白车身模型，通过应力恢复的方法对整车的车门洞变形量进行分析，获得车门洞的变形量大小，再项目前中期就支撑白车身的设计和改进；本方法可以在设计初期就确定车门洞与车门的间隙，可以支持车门洞与车门之间间隙的正向设计；可以选择性输出节点处的变性信息，整体计算量更小，计算效率更高。计算效率更高。计算效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法。

技术介绍

[0002]异响是汽车用户极易感知的性能指标，是各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。当汽车在道路行驶时，车门洞若产生大变形，则会与车门发生撞击及摩擦，由摩擦产生的吱吱声可称为摩擦异响，由撞击产生的咔哒声等可称为撞击异响。伴随着消费转型升级，车企产品开发节奏也随之加快。在产品设计阶段识别出车门洞与车门之间的撞击及摩擦风险并进行优化，具有重要的现实意义。
[0003]虽然车门变形量可以通过白车身的扭转试验或仿真来获得，但是白车身的扭转试验或仿真难以与车辆在实际路面行驶的变形程度相对应，有可能会造成车门变形量过大或者过小的情况。另外，在骡子车试制之后也可以在实际路面上进行测量得到，但是这样会大大延长项目周期，难以在设计初期锁定问题，反复的迭代设计会不仅提高了项目的试验成本还增加了周期成本。
[0004]综上，车辆在通过一些大变形的扭曲路时，会发生车身的扭转变形，此时车门洞会发生一定的变形，如果变形量过大，车门洞会与车门发生摩擦或磕碰，从而产生异响问题，严重时还会造成刚性接触从而发生磕碰损伤。现有车门变形量都是利用经验设计，或者在试验场坏路实车试验之后才能确定车门洞与车门的干涉情况，目前暂无方法可在设计初期就可实现准确反映车门洞在各类路面上的变形情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于提供一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，以解决在设计初期即可准确反映车门洞在各类路面上的变形情况的问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，包括以下步骤：
[0008]A、路面模型的创建：
[0009]将路面几何轮廓扫描成点云数据后再进行网格化处理，完成数字路面模型拟合与验证，生成ADAMAS模拟识别的CRG路面模型；
[0010]B、建立轮胎模型：
[0011]将轮胎的表层与主体分开，采用多个集中质量的带束节点表示轮胎结构中的帘布、钢丝及橡胶材料，在节点与节点之间增加弹簧与阻尼，以描述轮胎的振动以及侧偏特性；
[0012]C、搭建多体动力学模型：
[0013]利用硬点、质量、刚度信息以及拓扑关系信息建立一个完整的多体动力学模型；
[0014]D、白车身建模：
[0015]对白车身进行柔性化处理，将一个复杂结构分解成若干个较为简单的子结构；根据对接面上的协调条件将上述子结构合成一总体结构，然后利用各子结构的振动形态得出总体结构的振动形态，进行系统固有特性的求解和动力响应分析；车身采用PLOTEL超单元的模态缩减技术，使得生成的模态中性文件只保留外部接口点的模态信息；
[0016]E、多体动力学模型调试：
[0017]悬架静态特性调试：对前、后悬架分别进行垂向刚度、纵向刚度、侧向刚度以及侧倾刚度的仿真，对比试验数据，对橡胶衬套、弹簧、稳定杆的参数档进行微调，使得模拟的悬架刚度结果与试验值一致；
[0018]悬架动态特性调试：对衬套和减震器的阻尼特性进行调试；
[0019]F、数字化试验场模拟：
[0020]将调试完成的整车多体动力学模型的基础上增加试验场数字路面；根据试验场的试验规范，进行数字化试验场模拟实验；
[0021]G、应力恢复法分析
[0022]记录白车身网格文件上的部分需要输出结果的节点编号，获得所需要输出的节点处的变形量结果。
[0023]进一步地，步骤A，采用整车移动的3D激光仪路面扫描方法进行路面扫描。
[0024]更进一步地，步骤A，网格尺寸为5mm
×
5mm。
[0025]进一步地，步骤B，集中质量的带束节点为80
‑
200个。
[0026]进一步地，步骤D，利用模态综合法对白车身进行柔性化处理。
[0027]进一步地，步骤D，需要保存的子结构的模态结束为模态包括刚体模态和弹性模态。
[0028]更进一步地，刚体模态保留6阶刚体模态；弹性模态，若外部接口点个数为x、需要保留的弹性模态个数为y，则y＝6x+30(截止频率为500HZ)。
[0029]进一步地，步骤E，在进行悬架刚度的模拟时，要考虑悬架刚度的非线性区域，以及缓冲块间隙，最大范围的对比悬架刚度的模拟值与试验值。
[0030]进一步地，步骤F，模拟时需要驾驶沿着路面的中心线，并且行驶的车速与试验规范保持一致，主要对扭曲较大的路面进行仿真分析，获得白车身在扭曲路面的模态载荷结果。
[0031]进一步地，步骤G，使用计算柔性体获得的中间文件，以及在扭曲路面上获得的白车身的扭曲路面模态载荷，利用模态瞬态法进行重启动应力恢复分析，从而获得所需要输出的节点处的变形量结果。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]本专利技术基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，可以在设计前期利用整车的虚拟试验场模型以及白车身模型，通过应力恢复的方法对整车的车门洞变形量进行分析，获得车门洞的变形量大小，再项目前中期就支撑白车身的设计和改进；本方法可以在设计初期就确定车门洞与车门的间隙，可以支持车门洞与车门之间间隙的正向设计；可以选择性输出节点处的变性信息，整体计算量更小，计算效率更高。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0035]图1数字化路面扫描示意图；
[0036]图2Ftire轮胎示意图；
[0037]图3本专利技术基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法步骤流程图。
具体实施方式
[0038]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明：
[0039]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0040]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]本专利技术基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，步骤流程如下：
[0042]1、白车身几何模型输入；
[0043]2、白车身网格划分；
[0044]3、模态综合法柔性体创建，获得.MA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：A、路面模型的创建：将路面几何轮廓扫描成点云数据后再进行网格化处理，完成数字路面模型拟合与验证，生成ADAMAS模拟识别的CRG路面模型；B、建立轮胎模型：将轮胎的表层与主体分开，采用多个集中质量的带束节点表示轮胎结构中的帘布、钢丝及橡胶材料，在节点与节点之间增加弹簧与阻尼，以描述轮胎的振动以及侧偏特性；C、搭建多体动力学模型：利用硬点、质量、刚度信息以及拓扑关系信息建立一个完整的多体动力学模型；D、白车身建模：对白车身进行柔性化处理，将一个复杂结构分解成若干个较为简单的子结构；根据对接面上的协调条件将上述子结构合成一总体结构，然后利用各子结构的振动形态得出总体结构的振动形态，进行系统固有特性的求解和动力响应分析；车身采用PLOTEL超单元的模态缩减技术，使得生成的模态中性文件只保留外部接口点的模态信息；E、多体动力学模型调试：悬架静态特性调试：对前、后悬架分别进行垂向刚度、纵向刚度、侧向刚度以及侧倾刚度的仿真，对比试验数据，对橡胶衬套、弹簧、稳定杆的参数档进行微调，使得模拟的悬架刚度结果与试验值一致；悬架动态特性调试：对衬套和减震器的阻尼特性进行调试；F、数字化试验场模拟：将调试完成的整车多体动力学模型的基础上增加试验场数字路面；根据试验场的试验规范，进行数字化试验场模拟实验；G、应力恢复法分析记录白车身网格文件上的部分需要输出结果的节点编号，获得所需要输出的节点处的变形量结果。2.根据权利要求1所述的种基于虚拟试验场应力恢复法的车门洞变形量分析方法，其特征在于：步骤A，采用整车移动的3D激光仪路面扫描方法进行路面扫描。3.根据权利要求2所述的种基于虚拟试验场应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵星明，马明辉，韩超，孙佳兴，高闯，常进云，胡峰，
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：