一种底盘零部件运动包络数字化计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了底盘零部件运动包络数字化计算方法及系统，在车辆开发初得到底盘各零部件运动包络，实现对得到包络体基于偏差及工程余量的不同方向膨胀

【技术实现步骤摘要】
一种底盘零部件运动包络数字化计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车领域中的底盘技术，具体涉及一种底盘零部件运动包络数字化计算方法及系统
。

技术介绍

[0002]在汽车开发初期，虚拟试验作为可以直观观测设计阶段产品可行性及性能要求的重要措施之一，可在评价产品设计的同时大大缩短研发周期及试验成本，从而在一定程度上减小汽车研发初期对于评估整车综合性能的难度
。
因此汽车虚拟试验计算方法及流程一直被授予广泛关注
。
[0003]汽车底盘的主要作用是传递轮胎与路面作用力，以及支撑和安装汽车动力系统
。
底盘系统包括制动系统
、
转向系统
、
行驶系统与传动系统
。
车辆驾驶过程中的剧烈运动，可能会导致底盘各零件间的运动而发生干涉，从而造成零件间的磨损及失效
。
包络是零件在运动过程中扫掠的空间范围，可通过对包络的分析与测试，确定零件在不同需求工况下所需运动范围及与相邻零件的安全距离
。
[0004]目前现有关于汽车虚拟试验领域中关于计算底盘零部件运动包络的研究还处于发展阶段，计算动态包络的方法大多仅针对单一零件的特定工况，并且大多数采用实际试验数据或试车场实车道路试验进行所需零件包络的计算
。
因此零件运动包络计算研究仍值得广泛关注
。

技术实现思路

[0005]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解
。
此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围
。
其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序
。
[0006]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种底盘零部件运动包络数字化计算方法及系统，可在车辆开发初期得到底盘各零部件运动包络，并实现对得到包络体基于偏差及工程余量的不同方向膨胀
。
[0007]本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种底盘零部件运动包络数字化计算方法，方法包括：
[0008]步骤
S1
：使用多体动力学仿真软件
Adams
完成整机中的各子系统模型的搭建，最终完成整车多体仿真模型，使用
Catia
获取所需计算包络零件的模型文件；
[0009]步骤
S2
：定义计算零件包络所需的多个不同运行工况，通过插值计算获取完整工况数据；
[0010]步骤
S3
：根据完整运行工况数据在多体动力学仿真软件
Adams
中进行仿真实验，并得到计算包络零件在软件中局部坐标系的每一步轨迹坐标及运动姿态角度；
[0011]步骤
S4
：根据步骤
S3
运动过程所获得的仿真结果数据，经过矩阵转换计算得到该
零件在
Catia
中的轨迹姿态并生成零件运动包络，根据实际工程需求对计算生成包络数据进行膨胀处理
。
[0012]根据本专利技术的底盘零部件运动包络数字化计算方法的一实施例，步骤
S2
进一步包括：
[0013]步骤
S21
：基于步骤
S2
定义的多个不同运行工况的参数，其中这些参数包括每种工况步数
、
轮胎跳动量
、
齿条行程或前轮转角
、
轮胎受力，根据工程需求选择所需的参数进行工况设定；
[0014]步骤
S22
：基于步骤
S21
，相邻两工况对应参数值未发生变化时无需计算，相邻两工况对应参数值发生变化时根据设定步数经过插值以获得完整工况信息；
[0015]步骤
S23
：根据步骤
S21、S22
所得到完整工况信息，将其编写为可提供给
Adams
计算输入的固定格式文件，
Adams
计算完成后得到结果文件，结果文件中包含对应零件的轨迹及姿态信息
。
[0016]根据本专利技术的底盘零部件运动包络数字化计算方法的一实施例，步骤
S3
进一步包括：
[0017]步骤
S31
：根据步骤
S23
获取多体动力学仿真软件
Adams
计算结果文件，并在其数据中查找得到计算包络零件的
X
，
Y
，
Z
，
PSI
，
THETA
，
PHI
所有参量值，其中
X
，
Y
，
Z
为零件坐标数据，
PSI
，
THETA
，
PHI
为零件姿态角度数据，姿态角度数据需运算处理获取
Catia
同等运动规律姿态数据；
[0018]步骤
S32
：根据步骤
S31
获取的
Catia
生成零件包络姿态矩阵及零件运动轨迹坐标，获取完整
Catia
计算包络输入矩阵数据，其中轨迹姿态矩阵均基于软件计算结果数据处理获得，生成零件包络基于计算获得的转换矩阵自动定位至整车位置
。
[0019]根据本专利技术的底盘零部件运动包络数字化计算方法的一实施例，步骤
S4
进一步包括：
[0020]根据步骤
S32
获取的零件包络完整数据写入
Catia
内置跟踪功能模块，获取零件模型文件，执行
Catia
内置功能扫掠体积模块得到零件包络数据以生成包络，通过
Catia
内置功能轮廓模块提取包络外表面后通过偏置功能模块实现对包络的按需膨胀
。
[0021]本专利技术还揭示了一种底盘零部件运动包络数字化计算系统，系统包括：
[0022]模型搭建单元，用于基于多体动力学仿真软件
Adams
及车辆性能参数搭建车辆动力学仿真模型，基于
Catia
获取或制作零件模型文件；
[0023]工况定义单元，用于自定义多种连续不同工况，并根据定义参数及定义步数计算完成工况信息以获取
Adams
计算输入文件；
[0024]姿态矩阵计算单元，用于根据多体动力学仿真软件
Adams
计算结果提取零件位置及姿态数据信息，并根据
Catia
轨迹计算规则进行数据处理以满足
Catia
计算包络数据需求；
[0025]包络生成单元，基于软件计算结果数据，根据轨迹姿态计算函数，使得所述零件获得
Catia
计算输入数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种底盘零部件运动包络数字化计算方法，其特征在于，方法包括：步骤
S1
：使用多体动力学仿真软件
Adams
完成整机中的各子系统模型的搭建，最终完成整车多体仿真模型，使用
Catia
获取所需计算包络零件的模型文件；步骤
S2
：定义计算零件包络所需的多个不同运行工况，通过插值计算获取完整工况数据；步骤
S3
：根据完整运行工况数据在多体动力学仿真软件
Adams
中进行仿真实验，并得到计算包络零件在软件中局部坐标系的每一步轨迹坐标及运动姿态角度；步骤
S4
：根据步骤
S3
运动过程所获得的仿真结果数据，经过矩阵转换计算得到该零件在
Catia
中的轨迹姿态并生成零件运动包络，根据实际工程需求对计算生成包络数据进行膨胀处理
。2.
根据权利要求1所述的底盘零部件运动包络数字化计算方法，其特征在于，步骤
S2
进一步包括：步骤
S21
：基于步骤
S2
定义的多个不同运行工况的参数，其中这些参数包括每种工况步数
、
轮胎跳动量
、
齿条行程或前轮转角
、
轮胎受力，根据工程需求选择所需的参数进行工况设定；步骤
S22
：基于步骤
S21
，相邻两工况对应参数值未发生变化时无需计算，相邻两工况对应参数值发生变化时根据设定步数经过插值以获得完整工况信息；步骤
S23
：根据步骤
S21、S22
所得到完整工况信息，将其编写为可提供给
Adams
计算输入的固定格式文件，
Adams
计算完成后得到结果文件，结果文件中包含对应零件的轨迹及姿态信息
。3.
根据权利要求1所述的底盘零部件运动包络数字化计算方法，其特征在于，步骤
S3
进一步包括：步骤
S31
：根据步骤
S23
获取多体动力学仿真软件
Adams
计算结果文件，并在其数据中查找得到计算包络零件的
X
，
Y
，
Z
，
PSI
，
THETA
，
PHI
所有参量值，其中
X
，
Y
，
Z
为零件坐标数据，
PSI
，
THETA
，
P...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋媛，徐桢辉，晏金军，凌雯，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：