发动机悬置连接点强度仿真方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了发动机悬置连接点强度仿真方法、设备及存储介质，属于汽车技术领域，包括：建立发动机性能仿真模型：建立测功机台架工况发动机有限元仿真模型；建立发动机动力学仿真模型；悬置载荷处理；基于载荷表对发动机悬置位置进行应力计算。该方法充分利用虚拟仿真分析周期短，无需具备实物的优点，从燃烧边界到悬置载荷再到结构强度计算，只需要具备基本的性能设计边界以及三维模型即可实现对发动机悬置连接点位置在测功机台架工况下的强度性能预测；该方法填补了发动机悬置连接点位置在测功机台架工况下强度仿真项缺失问题，可用于产品开发前期，指导结构优化设计，有效规避发动机悬置连接点位置强度设计不足的情况发生。发生。发生。

【技术实现步骤摘要】
发动机悬置连接点强度仿真方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及发动机悬置连接点强度仿真方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]产品开发过程中，通常采用两种手段来验证发动机悬置位置强度性能，一种是完全的试验测试手段，需要具备试验测试设备以及完成产品试制，然后进行各种工况下的强度测试，发现问题后修改结构，再进行试制和试验，这种手段周期长，资源消耗严重。第二种是通过前期仿真+后期试验验证的手段，这种手段大大缩短了开发周期，节省了试制、试验资源，但是想要保证验证试验的一次性通过率，需要具备完整的仿真工况，通常这些仿真工况包含通用28工况、随机振动工况、冲击工况、爆发工况、测功机台架工况。
[0003]目前，测功机台架工况下发动机悬置连接点位置强度仿真主要有两种方式：
[0004]1.对测功机台架工况下的悬置载荷进行测试，通过在悬置上布置6分力传感器获得悬置载荷，进而进行强度分析，这种方式需要具备试验条件，测试条件，投入大且周期长，无法在产品开发前期规避发动机悬置连接点位置在测功机台架工况下强度不足的问题。
[0005]2.使用其他工况(比如通用28工况、随机振动工况、冲击工况等)下发动机悬置连接点位置强度替代测功机台架状态下发动机悬置连接点位置强度，由于测功机台架工况下，发动机悬置连接点位置所受载荷主要来自发动机对测功机输出时，自身产生的惯性力、气体力以及扭矩，因此使用其他工况下发动机悬置连接点位置强度替代测功机台架状态下发动机悬置连接点位置强度这种方式针对性较弱，实际测功机台架状态下发动机悬置位置所受载荷与其他工况悬置位置所受载荷差异较大，容易发生其他工况下发动机悬置连接点位置强度满足要求，而实际测功机台架状态下发动机悬置连接点位置强度不满足要求的情况。

技术实现思路

[0006]本专利技术公开了发动机悬置连接点强度仿真方法、设备及存储介质，以解决现有的发动机悬置连接点位置在测功机台架工况下的强度仿真分析存在的缺失。
[0007]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0008]发动机悬置连接点强度仿真方法，具体包括如下步骤：
[0009]S1、建立发动机性能仿真模型：
[0010]S2、建立测功机台架工况发动机有限元仿真模型；
[0011]S3、建立发动机动力学仿真模型；
[0012]S4、悬置载荷处理；
[0013]S5、基于载荷表对发动机悬置位置进行应力计算。
[0014]进一步地，步骤S1中，具体包括如下内容：
[0015]给定发动机主要参数项目，基于参数建立发动机性能仿真模型，并通过仿真获得
不同工作转速下发动机缸内压力曲线。
[0016]进一步地，所述发动机主要参数项目包括燃烧系统、排量、最大功率、压缩比、对应转速、缸径、最大扭矩、行程、配气相位、点火顺序、进气凸轮升程及排气凸轮升程。
[0017]进一步地，步骤S2中，具体包括如下内容：
[0018]根据三维几何模型建立仿真用有限元模型，包括缸体、曲轴、主轴承盖、活塞、连杆、油底壳、缸盖、凸轮轴、上罩盖、前罩盖、悬置支架、联轴器、传动轴及测功机。
[0019]进一步地，步骤S3中，具体包括如下内容：
[0020]基于AVL EXCITE Power Unit软件建立发动机动力学仿真模型，其中，发动机、曲轴、连杆、悬置支架、联轴器、传动轴、测功机均采用有限元的柔性体建模；发动机悬置采用台架配给悬置的真实刚度数据；对于与飞轮连接的连接盘，在螺栓连接点和飞轮建立真实的轴向均匀分布的螺栓连接关系；并根据步骤S1中发动机性能仿真得到的不同转速下的缸内压力曲线，通过发动机动力学仿真，获得发动机在不同转速下完整工作周期内的动力学响应，从仿真结果中提取不同转速下发动机各个悬置点的悬置载荷。
[0021]进一步地，步骤S4中，具体包括如下内容：
[0022]提取不同转速下每个悬置在各方向最大载荷值与最小载荷值对应的曲轴转角，根据曲轴转角提取3方向悬置载荷；对相近载荷进行去重处理，处理完成后形成强度有限元计算用载荷表。
[0023]进一步地，步骤S5中，具体包括如下内容：
[0024]基于强度有限元计算用载荷表利用Abaqus求解软件对发动机悬置位置进行应力计算，将获得的不同载荷下悬置连接位置应力结果倒入FEMFAT进行多轴疲劳分析，进而获得发动机悬置位置高周疲劳安全系数，实现测功机台架状态下发动机悬置位置强度预测。
[0025]第二方面，本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术实施例中任一所述的发动机悬置连接点强度仿真方法。
[0026]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术实施例中任一所述的发动机悬置连接点强度仿真方法。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0028]1.本专利技术的测功机台架工况发动机悬置连接点强度仿真方法，充分利用虚拟仿真分析周期短，无需具备实物的优点，从燃烧边界到悬置载荷再到结构强度计算，只需要具备基本的性能设计边界以及三维模型即可实现对发动机悬置连接点位置在测功机台架工况下的强度性能预测；
[0029]2.本专利技术填补了发动机悬置连接点位置在测功机台架工况下强度仿真项缺失问题，可以用于产品开发前期，指导结构优化设计，有效规避发动机悬置连接点位置强度设计不足的情况发生。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件
或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0031]图1为本专利技术的测功机台架工况发动机悬置连接点强度仿真方法的流程示意图；
[0032]图2为发动机性能仿真模型示意图；
[0033]图3为测功机台架工况发动机有限元模型主体结构示意图；
[0034]图4为测功机台架工况发动机动力学仿真模型示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例3中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0036]为清楚、完整地描述本专利技术所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本专利技术的具体实施方式如下：
[0037]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.发动机悬置连接点强度仿真方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、建立发动机性能仿真模型：S2、建立测功机台架工况发动机有限元仿真模型；S3、建立发动机动力学仿真模型；S4、悬置载荷处理；S5、基于载荷表对发动机悬置位置进行应力计算。2.如权利要求1所述的发动机悬置连接点强度仿真方法，其特征在于，步骤S1中，具体包括如下内容：给定发动机主要参数项目，基于参数建立发动机性能仿真模型，并通过仿真获得不同工作转速下发动机缸内压力曲线。3.如权利要求2所述的发动机悬置连接点强度仿真方法，其特征在于，所述发动机主要参数项目包括燃烧系统、排量、最大功率、压缩比、对应转速、缸径、最大扭矩、行程、配气相位、点火顺序、进气凸轮升程及排气凸轮升程。4.如权利要求1所述的发动机悬置连接点强度仿真方法，其特征在于，步骤S2中，具体包括如下内容：根据三维几何模型建立仿真用有限元模型，包括缸体、曲轴、主轴承盖、活塞、连杆、油底壳、缸盖、凸轮轴、上罩盖、前罩盖、悬置支架、联轴器、传动轴及测功机。5.如权利要求1所述的发动机悬置连接点强度仿真方法，其特征在于，步骤S3中，具体包括如下内容：基于AVL EXCITE Power Unit软件建立发动机动力学仿真模型，其中，发动机、曲轴、连杆、悬置支架、联轴器、传动轴、测功机均采用有限元的柔性体建模；发动机悬置采用台架配给悬置的真实刚度数据；对于与飞轮连接的连接盘，在螺栓连接点和飞轮建...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏飞，曹征栋，沈宇航，武斌，白晓松，张醒国，周晓昱，胡志恒，
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：