CN103049585A - 汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法及装置，用于解决汽车底盘零部件及车身在极限工况下的载荷提取问题。该汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法包括：获取汽车前后悬架的第一ADAMS悬架模型及其前后悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及分析第二ADAMS悬架模型，得到并输出选定的极限工况下汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。本发明的有益效果是：自动完成一个车型在所有极限工况下的底盘零部件及车身的载荷提取，提高了载荷提取工作的效率和准确度。
Description
技术领域
本发明属于汽车领域，更具体的，涉及一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法及装置。
背景技术
悬架设计是汽车设计最重要的设计之一，悬架性能好坏直接影响整车性能。悬架是一个复杂的系统，受力工况很复杂。分析汽车底盘零部件及车身在各种极限工况下载荷，是悬架和车身设计的基础，是CAE(Computer AidedEngineering)强度分析、疲劳分析以及疲劳试验的基础。
SAAB(萨博汽车)技术提供了SAAB设计使用的19种极限工况，并提供了SAAB93和SAAB95悬架各杆件在19极限工况下的受力，但是SAAB技术没有提供载荷提取分析技术。
以往，利用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)软件手工进行载荷提取，不仅速度慢，需要考虑因数多，如各汽车底盘零部件及车身的参考mark(标识)修改，载荷大小和方向的确定、发动机加速度的大小和方向等，稍不注意，就会出错。
因此，现有技术中存在手工载荷提取而导致的效率低下及准确度不理想的问题，而对于该问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法及装置，以解决现有技术中存在手工载荷提取而导致的效率低下及准确度不理想的问题。
为实现上述目的之一，提供一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，本发明采用如下技术方案：
汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法包括：获取汽车前后悬架的第一ADAMS悬架模型及其前后悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及分析第二ADAMS悬架模型，得到并输出在选定的极限工况下的汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。
进一步地，根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：根据轮胎载荷参数表，修改第一ADAMS悬架模型中各种车型及各种极限工况下相对应的轮胎载荷。
进一步地，根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：判断第一ADAMS悬架模型中是否有发动机模型，若有，根据选定的极限工况，在第二ADAMS悬架模型中增加发动机模型的质心相应的加速度。
进一步地，根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：判断第一ADAMS悬架模型中的每个汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零，并为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身建立参考标识；为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身输出与参考标识力输出方向相同的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
进一步地，根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：判断第一ADAMS悬架中是否有柔体，若有，输出与柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
进一步地，载荷输出文件为适用于有限元分析的FEM格式载荷输出文件。
根据本发明的另外一个方面，提供一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置，并采用了以下技术方案：
汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置包括：获取模块，用于获取汽车前后悬架第一ADAMS悬架模型及其前后悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；修改模块，用于根据选定的极限工况，调用轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及分析模块，用于分析第二ADAMS悬架模型，得到并输出选定的极限工况下汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。
进一步地，修改模块包括：第一判断模块，用于判断第一ADAMS悬架模型中是否有发动机模型，若有，根据选定的极限工况，在第二ADAMS悬架模型中增加发动机模型的质心相应的加速度。
进一步地，修改模块包括：第二判断模块，用于判断第一ADAMS悬架模型中的每个汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零，并为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身建立参考标识。
进一步地，修改模块包括：第三判断模块，用于判断第一ADAMS悬架中是否有柔体，若有，输出与柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
可以看出，采用本发明的技术方案，通过构建轮胎载荷参数表，根据该轮胎载荷参数表修改ADAMS模型，并充分利用ADAMS软件的强大分析功能，分析汽车底盘零部件及车身在各种参数(如轮胎定位参数、衬套刚度等)变化下的载荷，使提取载荷更迅速准确，更有适用性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明实施例的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法的主要流程图；
图2为根据本发明实施例的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法的具体流程图；以及
图3为根据本发明实施例的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置的主要结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1为根据本发明实施例的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法的主要流程图。
参见图1所示，汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法包括：
步骤10：获取汽车前后悬架的第一悬架ADAMS模型及其悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；
步骤30：根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及
步骤50：分析第二ADAMS悬架模型，得到并输出在选定的极限工况下汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。
通过本实施例的上述技术方案，通过建立极限工况下的轮胎载荷表，并修改选定的第一ADAMS悬架模型，使之产生与选定工况相配的适合载荷输出的第二ADAMS悬架模型，第二ADAMS悬架模型被ADAMS软件调用后提取出汽车底盘零部件及车身在所选定工况选定悬架下的FEM格式载荷输出文件。整个过程简单迅速，准确度高。
具体的，对于轮胎载荷参数表的创建，在SAAB设计的19种极限工况(并提供了SAAB93和SAAB95悬架各部件在19极限工况下的受力)的基础上，进一步开发了其他车型在更多极限工况下轮胎载荷参数表；一般情况下，轮胎侧向力与侧向加速度、垂直载荷有关，并大都将公式简化为FY＝FZ*ay。其中，FZ，FY分别为轮胎垂直力和侧向力，ay为汽车侧向加速度。但实际轮胎侧向力与轮胎垂直力不是线性关系，这样假设，误差较大。为此，本实施例采用公式：FY＝FZ(ay+k1*(FZ-FZ0)2+K2(FZ-FZ0)+C0)来计算。在该公式中：FZ，FY分别为轮胎垂直力和侧向力；FZ0为轮胎在满载时的载荷；ay为汽车侧向加速度；K1、K2、C0根据SAAB提供的数据拟合得到。
由于创建轮胎载荷参数表是本领域的常规技术方案，故在此略去其他相关的计算公式。通过该轮胎载荷参数表，根据选定工况，改变第一ADAMS悬架模型，自动得到与选定工况相匹配的第二ADAMS悬架模型，调用ADAMS软件分析第二ADAMS悬架模型，充分利用ADAMS软件的强大的分析功能，自动得出在选定工况下各汽车底盘零部件及车身的载荷。
图2为根据本发明实施例的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法的具体流程图。
参见图2所示，汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法具体包括以下实施方法：
优选地，根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：根据轮胎载荷参数表，修改第一ADAMS悬架模型中各种车型、各种极限工况下的相对应的轮胎载荷。
优选地，根据选定的极限工况，调用并根据轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：判断第一ADAMS悬架模型中是否有发动机模型，若有，根据选定的极限工况，在第二ADAMS悬架模型中增加发动机模型的质心相应的加速度。
在本实施例的技术方案中，如果第一ADAMS悬架模型中有发动机模型，根据创建的轮胎载荷参数表，将发动机的质心相应的加速度参数添加到第二ADAMS悬架模型中，以输出发动机悬置点载荷。
优选地，根据选定的极限工况，调用轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：
判断第一ADAMS悬架模型中的每个汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零，并为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身建立参考标识；为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身输出与参考标识力输出方向相同的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
在本实施例的技术方案中，由于汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零直接影响汽车底盘零部件及车身输出载荷的受力方向，因此，对于欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身，需要建立参考标识，使得汽车底盘零部件及车身载荷输出方向和汽车整车坐标系相同。
优选地，根据选定的极限工况，调用轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：判断第一ADAMS悬架中是否有柔体，若有，输出与柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
在本实施例的技术方案中，第一ADAMS悬架中是否有柔体会影响FEMDATA文件的格式，因此，对ADAMS悬架中是否有柔体的判断还是非常重要的，如果ADAMS悬架中是有柔体，则输出与柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
在系统主界面中选择轿车或越野车，然后点击开始，进入选择悬架和选择工况的界面，选择预设的悬架和工况后点击确认按钮，系统会自动打开预先创设的轮胎载荷参数表和打开相应的ADAMS悬架模型，根据所选择的工况不同，会输出不同格式的载荷。例如，如果是加速度工况，输出加速度格式载荷；如果是制动工况，输出制动格式载荷；如果是侧向撞击工况，则输出侧向撞击格式载荷；对于其他工况，也一样输出其他工况格式的载荷。这样形成新的满足选取工况载荷和载荷输出条件的第二ADAMS悬架模型，调用ADAMS分析，自动输出FEM格式载荷文件，供有限分析元分析。
在本实施例中，系统通过简洁的界面，将载荷提取工作简单化，自动化。只要在主界面中选择好车型，在本实施例中，系统提供了两种车型可以选择：轿车或者越野车，选择好车型以后，点击开始，系统进入选择悬架和选择工况的界面，分别对悬架和工况进行选择，然后点击确认，则系统会自动调用轮胎载荷参数表和ADAMS悬架模型，自动分析并生成可供有限分析元分析的FEM格式载荷输出文件，使得一个车型在所有极限工况下的汽车底盘零部件及车身载荷提取只需几分钟就可以完成，大大提高了载荷提取的工作效率及准确度。
优选地，在选择悬架和选择工况的界面上，还有“修改或增加悬架载荷和工况”的按钮，此按钮的意义在于，系统对于悬架的种类和工况的种类并不是固定不变的，可以通过改变程序参数来对悬架种类和工况种类进行增减。
优选地，载荷输出文件为适用于有限元分析的FEM格式载荷输出文件。
在本实施例中，生成的载荷输出文件以“.fem”格式存取，可直接供有限元分析，大大提高了有限元分析工作效率及准确度。
图3为根据本发明实施例的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置的主要结构示意图。
参见图3所示，获取模块51，用于获取汽车前后悬架ADAMS模型及其悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；修改模块53，用于根据选定的极限工况，调用轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及分析模块55，用于分析第二ADAMS悬架模型，得到并输出在选定的极限工况下汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。
优选地，修改模块53包括：第一判断模块(图中未示)，用于判断第一ADAMS悬架模型中是否有发动机模型，若有，根据选定的极限工况，在第二ADAMS悬架模型中增加发动机模型的质心相应的加速度。
优选地，修改模块53包括：第二判断模块(图中未示)，用于判断第一ADAMS悬架模型中的每个汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零，并为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身建立参考标识。
优选地，修改模块53包括：第三判断模块(图中未示)，用于判断第一ADAMS悬架中是否有柔体，若有，输出与柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到第二ADAMS悬架模型中。
其中，FEMDATA为载荷文件输出的具体格式。
可以看出，采用本发明的技术方案，通过构建轮胎载荷参数表，根据该轮胎载荷参数表修改ADAMS模型，并充分利用ADAMS软件的强大分析功能，分析汽车底盘零部件及车身在各种参数(如轮胎定位参数、衬套刚度等)变化下的载荷，使提取载荷更迅速准确，更有适用性。
以上仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，其特征在于，包括：
获取汽车前后悬架的第一ADAMS悬架模型及其所述前后悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；
根据选定的极限工况，调用并根据所述轮胎载荷参数表修改所述第一ADAMS悬架模型，得到与所述选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及
分析所述第二ADAMS悬架模型，得到并输出所述选定的极限工况下所述汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。
2.如权利要求1所述的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，其特征在于，所述根据选定的极限工况，调用并根据所述轮胎载荷参数表修改所述第一ADAMS悬架模型，得到与所述选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：
根据所述轮胎载荷参数表，修改所述第一ADAMS悬架模型中各种车型及各种极限工况下相对应的轮胎载荷。
3.如权利要求1所述的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，其特征在于，所述根据选定的极限工况，调用并根据所述轮胎载荷参数表修改所述第一ADAMS悬架模型，得到与所述选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：
判断所述第一ADAMS悬架模型中是否有发动机模型，若有，根据所述选定的极限工况，在所述第二ADAMS悬架模型中增加所述发动机模型的质心相应的加速度。
4.如权利要求1所述的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，其特征在于，根据选定的极限工况，调用并根据所述轮胎载荷参数表修改所述第一ADAMS悬架模型，得到与所述选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：
判断所述第一ADAMS悬架模型中的每个汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零，并为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身建立参考标识；
为所述欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身输出与所述参考标识力输出方向相同的FEMDATA文件到所述第二ADAMS悬架模型中。
5.如权利要求1所述的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，其特征在于，根据选定的极限工况，调用并根据所述轮胎载荷参数表修改所述第一ADAMS悬架模型，得到与所述选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型包括：
判断所述第一ADAMS悬架中是否有柔体，若有，输出与所述柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到所述第二ADAMS悬架模型中。
6.如权利要求1所述的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取方法，其特征在于，所述载荷输出文件为适用于有限元分析的FEM格式载荷输出文件。
7.一种汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取汽车前后悬架第一ADAMS悬架模型及其前后悬架在各种极限工况下的轮胎载荷参数表；
修改模块，用于根据选定的极限工况，调用所述轮胎载荷参数表修改第一ADAMS悬架模型，得到与所述选定的极限工况相匹配的第二ADAMS悬架模型；以及
分析模块，用于分析所述第二ADAMS悬架模型，得到并输出在所述选定的极限工况下所述汽车底盘零部件及车身的载荷输出文件。
8.如权利要求7所述的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置，所述修改模块包括：
第一判断模块，用于判断所述第一ADAMS悬架模型中是否有发动机模型，若有，根据所述选定的极限工况，在所述第二ADAMS悬架模型中增加所述发动机模型的质心相应的加速度。
9.如权利要求7的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置，其特征在于，所述修改模块包括：
第二判断模块，用于判断所述第一ADAMS悬架模型中的每个汽车底盘零部件及车身的欧拉角是否为零，并为欧拉角不为零的汽车底盘零部件及车身建立参考标识。
10.如权利要求7的汽车底盘零部件及车身在极限工况下载荷提取装置，其特征在于，所述修改模块包括：
第三判断模块，用于判断所述第一ADAMS悬架中是否有柔体，若有，输出与所述柔体的格式相匹配的FEMDATA文件到所述第二ADAMS悬架模型中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BEIJING AUTOMOBILE RESEARCH GENERAL INSTITUTE CO., Free format text: FORMER OWNER: BAIC MOTOR CO., LTD. Effective date: 20131210 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100021 CHAOYANG, BEIJING TO: 101300 SHUNYI, BEIJING |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20131210 Address after: 101300 Beijing, Shunyi District Shun Road, No. 25, room 5, 106 Applicant after: BEIJING AUTOMOBILE RESEARCH GENERAL INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 100021 Chaoyang District, Warwick, Beijing, No. 10, Peng Long Building Applicant before: BAIC MOTOR Co.,Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190412 Address after: No.1 Tongxin Road, Zhaoquanying Town Zhaofeng Industrial Base, Shunyi District, Beijing 100130 Patentee after: BAIC GROUP ORV Co.,Ltd. Address before: Room 106, Building 5, Shunyi 25, Shunyi District, Beijing 101300 Patentee before: BEIJING AUTOMOBILE RESEARCH GENERAL INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160518 |