CN104573162B - 一种汽车悬架dmu模型参数化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车悬架DMU模型参数化设计方法，通过使用一个硬点表驱动悬架所有部件的点线模型，使用部件点线模型建立悬架的点线DMU模型，点线DMU模型驱动悬架部件运动，形成悬架系统的DMU模型。实施本发明,在对硬点进行设计变更时，只需更改硬点表即可更改悬架系统的DMU模型，对部件结构进行设计变更时，使用新部件替换原有部件即可，无需重新建DMU模型，显著缩短了设计变更后对DMU校核的反应时间，减小了工程师的工作量。

Description

一种汽车悬架DMU模型参数化设计方法

技术领域

本发明涉及汽车的数字化设计领域，尤其涉及一种悬架DMU模型参数化设计方法。

背景技术

在汽车设计阶段，常使用到DMU模型技术，其中，该DMU为电子样机（Digital Mock-Up）的简称。通过该DMU模型可以对产品进行真实化计算机模拟，其覆盖从产品概念设计到维护服务的整个生命周期。通过DMU模型可以在各阶段对汽车的悬架、转向、副车架、制动、驱动轴、各软硬管路等子系统的数据进行安装/拆卸等调试模拟以及进行静动态干涉检查，可以对有风险的零部件的具体结构改进给出指导性的意见，发现设计阶段的部件干涉问题，并推动这些问题的改进，从而降低设计风险，实现一次通过物理实车验证，可以大大减少实物样件的制作数量。

目前在进行汽车悬架的开发设计时，汽车工程师常根据悬架硬点和部件数模建立悬架系统的DMU模型，并进行运动校核。如果在此过程中发现需要进行设计更改（如硬点或部件结构的设计更改），为了进行再次的悬架系统的运动校核，则需要重新建立悬架系统的DMU模型。这样，则设计变更后运动校核需要的时间很长，同时工程师的工作量也非常大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种悬架DMU模型参数化设计方法,可以减少在设计悬架DMU模型中进行设计变更的工作量。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面提供一种汽车悬架DMU模型参数化设计方法，用于设置汽车悬架的参数化DMU模型，包括如下步骤：

建立一硬点CATPart模型，该CATPart模型中包括该汽车悬架的所有硬点坐标；

建立一个可修改的硬点表，该硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值；

对该硬点CATpart模型进行参数化处理，使该硬点CATpart模型与该硬点表建立关联，并发布该硬点CATpart模型中已关联的各硬点；

根据该硬点CATpart模型，建立该汽车悬架各部件的点线模型，该每个部件点线模型包括该发布的硬点中相应部份硬点，并保持相应的关联关系；

建立悬架系统点线DMU模型，并将该各部件的详细模型装饰到该悬架系统点线DMU模型的相应点线部件上，获得该汽车悬架的参数化DMU模型。

其中，该建立一硬点CATPart模型的步骤具体为：

把悬架系统的所有硬点坐标存放于第一文本文件中，该每一硬点坐标包括X、Y、Z轴坐标；

使用CATIA软件将该第一文本文件导入到一个CATPart文件中，并将所导入的各硬点调整为可编辑的点，形成硬点CATPart模型。

其中，该建立一个可修改的硬点表步骤包括：

该可修改的硬点表存放于一EXCLE文件中，在该EXCLE文件的第一表单中存放有该各硬点名称及其坐标数值；在该EXCLE文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值。

其中，该对该硬点CATpart模型进行参数化处理，使该硬点CATpart模型与该硬点表建立关联，并发布该硬点CATpart模型中已关联的各硬点的步骤包括：

将该包含有硬点表的EXCLE文件第二表单中第一列中的硬点坐标名称和第二列中的坐标数值复制到第二文本文件中；

使用CATIA软件的参数输入功能将该第二文本文件中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入该硬点CATPart模型中；

使用CATIA软件的设计表工具把该硬点表以设计表的形式导入到该硬点CATPart模型，导入时指明导入硬点表EXCLE文件第二表单；

使用CATIA软件的公式编辑器工具把硬点CATPart模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数；

使用CATIA软件的发布工具发布该硬点CATPart模型中的各硬点。

其中，该根据该硬点CATpart模型，建立该汽车悬架各部件的点线模型，该每个部件点线模型包括该发布的硬点中相应部份硬点，并保持相应的关联关系的步骤具体为：

把该硬点CATPart模型装配至一个CATProduct文件下；

在该CATProduct文件内插入多个新建的部件CATPart模型，每一部件CATPart模型对应一汽车悬架部件，在汽车悬架部件设计界面，使用硬点CATPart模型中发布的相应点建立该部件的点线模型，并保持该部件点线模型中各硬点与硬点CATPart模型的关联关系。

其中，该建立悬架系统点线DMU模型，并将该各部件的详细模型装饰到该悬架系统点线DMU模型的相应点线部件上，获得该汽车悬架的参数化DMU模型的步骤具体为：

在CATIA软件的DMU运动分析界面中，按照预订的规则建立悬架系统点线DMU模型；

把该悬架系统点线DMU模型和各部件详细数模装配到同一个CATProduct文件中，使用CATIA软件的机构修饰工具把部件数模修饰到点线DMU模型相应的点线部件上，使部件数模跟随相对应的点线模型一起运动，获得悬架系统的参数化DMU模型。

实施本发明，具有如下的有益效果：

本发明使用硬点表建立参数化的零件点线模型，并以此搭建点线DMU模型，实现使用硬点表驱动悬架系统DMU模型的功能，即只需更改文本格式的硬点表即可快速更新悬架系统的DMU模型。本发明使得不同车型但同种结构型式悬架可共用DMU模型，省去了新车型悬架系统的DMU建模时间，缩短了DMU分析工作响应时间。

本发明适用于各种悬架结构形式。本发明尤为突出的优势是使概念设计阶段悬架系统零部件动态空间布置工作效率得以大幅提升，大大缩短了悬架系统初期开发时间。

参数化之后，通过修改一个硬点表就可以更改悬架系统的DMU模型，部件结构设计变更时使用新部件替换原有部件即可，无需重新建DMU模型；缩短了产品开发初期的设计变更响应时间。减轻了工程师的工作负担，缩短了悬架的开发周期，同时该方法适用于所有悬架形式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种汽车悬架DMU模型参数化设计方法的一个实施例的主流程示意图；

图2是图1中的第一文本文件的示意图；

图3是图1中对设计表进行导入的界面示意图；

图4是按照图1形成的悬架系统点线DMU模型的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供了一种汽车悬架DMU模型参数化设计方法，用于设计汽车悬架的参数化DMU模型，如图1所示，是本发明一个实施例中的主流程图，该方法包括如下步骤：

步骤S10、建立一硬点CATPart模型，该CATPart模型中包括该汽车悬架的所有硬点坐标；具体地包括：

把悬架系统的所有硬点坐标存放于第一文本文件（TXT文件）中，该每一硬点坐标包括X、Y、Z轴坐标，其大致形式如图2所示；

使用CATIA软件DSE模块（逆向设计模块）的输入（import）工具将该第一文本文件导入到一个CATPart文件（CATIA的零件模型文件）中，并使用云点（Cloud/Points）工具将所导入的各硬点调整为可编辑的点，形成硬点CATPart模型，其中CATIA软件是法国达索飞机公司开发的一种高档CAD/CAM软件，关于CATIA软件的细节在此不进行详述。

步骤S11、建立一个可修改的硬点表，该硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值；具体地包括：

该可修改的硬点表存放于一EXCLE文件中，在该EXCLE文件的第一表单（Sheet1）中存放有该各硬点名称及其坐标数值，以方便工程师查看和更改硬点坐标数值；在该EXCLE文件的第二表单（Sheet2）的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，该第二表单中的信息可供CATIA软件读取。

步骤S12、对该硬点CATpart模型进行参数化，使该硬点CATpart模型与该硬点表建立关联，并发布该硬点表中的所有硬点；具体包括：

将该包含有硬点表的EXCLE文件第二表单中第一列中的硬点坐标名称和第二列中的坐标数值复制到第二文本文件（TXT文件）中；

使用CATIA软件的参数输入功能将该第二文本文件中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入该硬点CATPart模型中；

使用CATIA软件的设计表（DesignTable）工具把该硬点表以设计表的形式导入到该硬点CATPart模型，导入时指明导入硬点表EXCLE文件第二表单，设计表进行导入的界面如图3所示；

使用CATIA软件的公式编辑器（Editor Formula）工具把硬点CATPart模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数，这样，在硬点CATPart模型与硬点表中的坐标数值之间建立了链接关系，此时，只要更改硬点表第一表单中的坐标数值就可更改硬点CATPart模型中相应硬点的位置，这样就完成了硬点CATPart模型的参数化；

使用CATIA软件的发布（Publication）工具发布该硬点点线模型中的各硬点，这些发布的硬点可供部件建模时使用。

步骤S13、根据该硬点CATpart模型，建立该汽车悬架各部件的点线模型，该每个部件点线模型包括该发布的硬点中相应部份硬点，并保持相应的关联关系，具体地包括：

把该硬点CATPart模型装配至一个CATProduct文件（CATIA装配文件）下；

在该CATProduct文件内插入多个新建的部件CATPart模型，每一部件CATPart模型对应一汽车悬架部件（例如可以包括上摆臂CATPart模型），在汽车悬架的各部件设计界面（例如进入上摆臂设计界面），使用硬点CATPart模型中发布的相应点建立该部件的点线模型，并保持该部件CATPart模型中各硬点与硬点CATPart模型的关联关系。该部件CATPart模型即为部件点线模型。由于各部件点线模型与硬点CATPart模型装配至同一个CATProduct文件下，故可保证他们使用相同的全局坐标；类似的，可以用相同的方法建立悬架系统除上摆臂之外其他部件的点线模型；

步骤S14、建立悬架系统点线DMU模型并装配到相应的CATProduct文件下，并将该各部件的数模装饰到该悬架系统点线DMU模型的相应点线部件上，获得该汽车悬架的参数化DMU模型；具体为：

在悬架系统所有的零部件点线模型完成后，按照预订的规则建立悬架系统点线DMU模型，以麦弗逊式悬架为例，在CATIA软件的DMU运动分析（DMU Kinematics）界面下，可以按照下表的规则建立悬架的DMU模型：

上述获得的模型即是参数化的悬架系统点线DMU模型，其他结构类型的悬架可用相同的方法建立参数化的DMU模型，如图4所示，即为一种悬架系统点线DMU模型的示意图，其中，方框代表建立运动规则时的辅助平面，直线代表部件的点线模型；

把该悬架系统点线DMU模型和各部件详细数模装配到同一个CATProduct文件中，使用CATIA软件的机构修饰（Mechanism Dressup）工具把各部件详细数模修饰到悬架系统点线DMU模型相应的点线部件上，使部件详细数模跟随相对应的点线模型一起运动，获得悬架系统的参数化DMU模型。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明使用硬点表建立参数化的零件点线模型，并以此搭建点线DMU模型，实现使用硬点表驱动悬架系统DMU模型的功能，即只需更改文本格式的硬点表即可快速更新悬架系统的DMU模型。本发明使得不同车型但同种结构型式悬架可共用DMU模型，省去了新车型悬架系统的DMU建模时间，缩短了DMU分析工作响应时间。

本发明适用于各种悬架结构形式。本发明尤为突出的优势是使概念设计阶段悬架系统零部件动态空间布置工作效率得以大幅提升，大大缩短了悬架系统初期开发时间。

参数化之后，通过修改一个硬点表就可以更改悬架系统的DMU模型，部件结构设计变更时使用新部件替换原有部件即可，无需重新建DMU模型。缩短了产品开发初期的设计变更响应时间。减轻了工程师的工作负担，缩短了悬架的开发周期，同时该方法适用于所有悬架形式。

可以理解的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，该的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccess Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种汽车悬架DMU模型参数化设计方法，用于设计汽车悬架的参数化DMU模型，其特征在于，包括如下步骤：

建立一硬点CATPart模型，所述CATPart模型中包括所述汽车悬架的所有硬点坐标，具体地，包括：把悬架系统的所有硬点坐标存放于第一文本文件中，每一硬点坐标包括X、Y、Z轴坐标；使用CATIA软件将所述第一文本文件导入到一个CATPart文件中，并将所导入的各硬点调整为可编辑的点，形成硬点CATPart模型；

建立一个可修改的硬点表，所述硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值，具体地，包括：所述可修改的硬点表存放于一EXCLE文件中，在所述EXCLE文件的第一表单中存放有所述各硬点名称及其坐标数值；在所述EXCLE文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值；

对所述硬点CATPart模型进行参数化处理，使所述硬点CATPart模型与所述硬点表建立关联，并发布所述硬点CATPart模型中已关联的各硬点；

根据所述硬点CATPart模型，建立所述汽车悬架各部件的点线模型，所述各部件点线模型包括发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系；

建立悬架系统点线DMU模型，并将所述各部件详细数模装饰到所述悬架系统点线DMU模型的相应点线部件上，获得所述汽车悬架的参数化DMU模型；

其中，所述对所述硬点CATPart模型进行参数化处理，使所述硬点CATPart模型与所述硬点表建立关联，并发布所述硬点CATPart模型中已关联的各硬点的步骤包括：

将包含有硬点表的EXCLE文件第二表单中第一列中的硬点坐标名称和第二列中的坐标数值复制到第二文本文件中；

使用CATIA软件的参数输入功能将所述第二文本文件中的坐标名称及其数值以长度参数的形式导入所述硬点CATPart模型中；

使用CATIA软件的设计表工具把所述硬点表以设计表的形式导入到所述硬点CATPart模型，导入时指明导入硬点表EXCLE文件第二表单；

使用CATIA软件的公式编辑器工具把硬点CATPart模型中各硬点的坐标数值换成相应的设计参数；

使用CATIA软件的发布工具发布所述硬点CATPart模型中的各硬点。

2.如权利要求1所述的汽车悬架DMU模型参数化设计方法，其特征在于，根据所述硬点CATPart 模型，建立汽车悬架各部件的点线模型，所述各部件点线模型包括发布的硬点中相应部分硬点，并保持相应的关联关系的步骤具体为：

把所述硬点CATPart模型装配至一个CATProduct文件下；

在所述CATProduct文件内插入多个新建的部件CATPart模型，每一部件CATPart模型对应一汽车悬架部件，在汽车悬架部件设计界面，使用硬点CATPart模型中发布的相应点建立所述各部件的点线模型，并保持所述各部件CATPart模型中各硬点与硬点CATPart模型的关联关系。

3.如权利要求2所述的汽车悬架DMU模型参数化设计方法，其特征在于，所述建立悬架系统点线DMU模型，并将所述各部件详细数模装饰到所述悬架系统点线DMU模型的相应点线部件上，获得所述汽车悬架的参数化DMU模型的步骤具体为：

在CATIA软件的DMU运动分析界面中，按照预订的规则建立悬架系统点线DMU模型；

把所述悬架系统点线DMU模型和各部件数模装配到同一个CATProduct文件中，使用CATIA软件机构修饰工具把各部件详细数模修饰到点线DMU模型相应的点线部件上，使各部件详细数模跟随相对应的点线模型一起运动，获得悬架系统的参数化DMU模型。