【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电数字数据处理领域，特别是涉及一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、摆臂是车辆上非常常见的受力件，常用摆臂的结构如图1所示，图1中，标号1为衬套，标号2为钢套，标号3为摆臂本体。摆臂的钣金结构与衬套通过压装工艺装配，在摆臂工作时，衬套与钢套的接触状态对结构的传力影响巨大，此时钣金结构主要承受两类载荷：
2、（1）衬套与钢套过盈接触产生的拉应力：该拉应力围绕在安装钢套周围，如图2的（a）所示，大小恒定不变，该拉应力会导致钢套周围材料的疲劳寿命下降。
3、结构外力产生的应力：当摆臂受力特点为拉时，钢套外侧与衬套接触传力，此时摆臂的最危险截面位于钢套中部，见图2的（b）中的a-a截面所示，当摆臂受力特点为压时，钢套内侧与衬套接触传力，此时摆臂的最危险截面位于摆臂内部，见图2的（b）中的b-b截面。
4、接触的存在，导致结构处于强烈的非线性状态，从而导致疲劳计算的困难，针对该问题，目前有两种主流的解决方案。
5、第一种解决方案，是将衬套与钢套的接触简化为rbe2绑定状态，采用准静态方式求解，例如，中国专利申请cn112528412a就是采用该方案进行计算。采用rbe2单元直接替换衬套（如图3所示），其分析步骤如下：
6、根据下摆臂的三维模型，建立下摆臂的有限元网格模型；根据下摆臂的有限元网格模型，利用惯性释放的方法计算下摆臂在单位载荷作用下的应力分布；根据下摆臂的有限元网格模型，计算下摆臂和衬套连接处的过盈配合应力；将单位载荷作用下的
7、第一种解决方案最大的缺点是忽略了钢套与衬套的接触关系，并且将接触区域通过rbe2单元抓取成为一体共同受力，无法模拟出摆臂的危险截面，从而导致计算结果与试验的不一致。
8、第二种解决方案，是将衬套与钢套的接触简化为接触状态，采用瞬态方式求解，例如，中国专利申请cn116305568a提供的一种基于衬套脱落的摆臂失效仿真分析方法。该方法模拟了衬套与钢套的接触状态，考虑了过盈配合关系，分析了在冲击工况下摆臂的受力状态，其具体实现流程如图5所示。其中，衬套与钢套的接触状态的模拟过程如图4所示，图4中，标号1为衬套，标号2为钢套。
9、第二种解决方案能够准确模拟衬套与外钢套的接触关系，但仅限于对冲击工况的分析，由于采用了瞬态方式求解，要求分析时间步长极小（1e-6秒），冲击工况的时间长度一般为0.02秒，而路谱载荷的时间长度一般为15-30分钟，这导致分析路谱载荷的时间成本将是分析冲击工况的45000倍以上，其代价是无法承受的。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法、系统及电子设备。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，包括：
4、获取车辆行驶过程中摆臂的受力得到原始载荷；
5、对所述原始载荷进行信号处理得到载荷正半区和载荷负半区；
6、构建摆臂的接触有限元模型；
7、在所述接触有限元模型上加载受拉单位载荷，得到受拉应力云图；
8、在所述接触有限元模型上加载受压单位载荷，得到受压应力云图；
9、将所述受拉应力云图与所述载荷正半区中的载荷进行叠加得到受拉应力谱；
10、将所述受压应力云图与所述载荷负半区中的载荷进行叠加得到受压应力谱；
11、组合所述受拉应力谱和所述受压应力谱得到合成应力谱；
12、基于所述合成应力谱进行摆臂疲劳分析得到分析结果。
13、可选地，获取车辆行驶过程中摆臂的受力得到原始载荷，具体包括：
14、通过多体动力学软件对整车进行建模得到整车模型；
15、对试验场路面进行几何建模得到路面模型；
16、给所述整车模型提供驱动力，使所述整车模型行驶在路面模型上，并提取行驶过程中摆臂的受力，得到所述原始载荷。
17、可选地，对所述原始载荷进行信号处理得到载荷正半区和载荷负半区，具体包括：
18、对所述原始载荷进行信号处理得到原始载荷谱；
19、将所述原始载荷谱分解为正负两个区间，得到所述载荷正半区和所述载荷负半区。
20、可选地，构建摆臂的接触有限元模型，具体包括：
21、对衬套和摆臂分别进行建模得到衬套模型和摆臂模型；
22、在所述衬套模型和所述摆臂模型之间建立接触模型得到所述接触有限元模型。
23、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
24、本专利技术通过构建接触有限元模型，能够真实的复现衬套与钢套接触状态，提高钢套周围的应力确定的准确性。并且，本专利技术在进行应力分析过程中，仅计算受拉和受压两个状态能够有效降低路谱载荷分析的时间成本，提高摆臂疲劳分析效率。
25、进一步，本专利技术提供了一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析系统，所述系统用于实施上述提供的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法；所述系统包括：
26、原始载荷获取模块，用于获取车辆行驶过程中摆臂的受力得到原始载荷；
27、载荷分级模块，用于对所述原始载荷进行信号处理得到载荷正半区和载荷负半区；
28、接触有限元模型构建模块，用于构建摆臂的接触有限元模型；
29、受拉应力云图构建模块，用于在所述接触有限元模型上加载受拉单位载荷，得到受拉应力云图；
30、受压应力云图构建模块，用于在所述接触有限元模型上加载受压单位载荷，得到受压应力云图；
31、受拉应力谱构建模块，用于将所述受拉应力云图与所述载荷正半区中的载荷进行叠加得到受拉应力谱；
32、受压应力谱构建模块，用于将所述受压应力云图与所述载荷负半区中的载荷进行叠加得到受压应力谱；
33、合成应力谱构建模块，用于组合所述受拉应力谱和所述受压应力谱得到合成应力谱；
34、摆臂疲劳分析模块，用于基于所述合成应力谱进行摆臂疲劳分析得到分析结果。
35、再进一步，本专利技术还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
36、存储器，用于存储计算机程序；
37、处理器，与所述存储器连接，用于调取并执行所述计算机程序，以实施上述提供的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法。
38、可选地，所述存储器为计算机可读存储介质。
39、因本专利技术提供的系统和电子设备实现的技术效果与本专利技术上述提供的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法实现的技术效果相同，故在此不再进行赘述。
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1.一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，获取车辆行驶过程中摆臂的受力得到原始载荷，具体包括：
3.根据权利要求1所述的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，对所述原始载荷进行信号处理得到载荷正半区和载荷负半区，具体包括：
4.根据权利要求1所述的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，构建摆臂的接触有限元模型，具体包括：
5.一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析系统，其特征在于，所述系统用于实施如权利要求1-4任意一项所述的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法；所述系统包括：
6.一种电子设备，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述存储器为计算机可读存储介质。
【技术特征摘要】
1.一种考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，获取车辆行驶过程中摆臂的受力得到原始载荷，具体包括：
3.根据权利要求1所述的考虑接触状态的摆臂疲劳分析方法，其特征在于，对所述原始载荷进行信号处理得到载荷正半区和载荷负半区，具体包括：
4.根据权利要求1所述的考...
【专利技术属性】
技术研发人员：周肖飞，赵卫艳，张永涛，窦昊，张和生，张越，李倩，
申请(专利权)人：质子汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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