CN105631060A - 一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法，包括：步骤S1，根据确定的底盘连接点的分析工况及其静载输入，在ADAMS软件中进行静载仿真，获得原始数据文件并导出；步骤S2，通过MATLAB软件读取所述原始数据文件；步骤S3，将每一所述原始数据文件中的数据分类提取并存放；步骤S4，从提取的所述每一类别的数据中进一步提取出静载分析结果；步骤S5，将所述静载分析结果输出至预置的EXCEL文件中。本发明将需要分析的数据导出，对导出的原始数据文件处理，大大减小了提取数据的复杂性，提高了提取数据的效率，比现有在ADAMS中生成曲线，测量数值，数值单位转化，填写数据的传统方法要节约80%以上的时间。

Description

一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法。

背景技术

悬架系统静载荷分析指的是使用ADAMS（全称AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems，是美国MDI公司开发的一款虚拟样机分析软件）等软件模拟悬架系统在特定工况下的受力情况，为零部件强度分析提供边界条件。

在整车项目前期开发阶段，通过有限元分析对结构强度进行粗略评价，找到结构的薄弱环节，提出合理的改进方案。通过有限元疲劳分析，还可以大幅度降低或最终取代部分疲劳试验。但是对于大多数底盘零部件的分析来说，需要相关的受力分析提供载荷输入，在单个零部件的分析中，边界条件的正确与否，直接影响到分析结果的可信度。

在载荷分析的过程中，由于悬架系统零部件众多，因此需要分析的零部件连接点数量也很大，对数据的测量工作比较繁琐。同时，由于静载分析的准确性直接影响到后续工作的可靠性，从而影响整个开发流程，因此确保数据的准确性，将人为失误降低到最小，显得至关重要。

目前，对于悬架系统静载荷分析，常规的方法是在ADAMS进行仿真，然后在后处理界面逐个生成各零部件连接点的图形曲线，然后在曲线上进行测量，将测量结果填入表格中，但一个悬架系统往往要测量几十个连接点的数据，每个连接点共有八个各向的力和力矩值，这样需要反复测量几百次数据，若要对多个工况进行分析，则需要上千次的重复操作，如此繁琐的做法，不可避免地要花费大量的时间，并且查找、读取和填写数据时都容易产生错误，工作效率低且准确性不能保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法，能够自动化准确处理静载荷分析数据，节省大量重复工作的时间，避免出现不必要的人为失误，并且能够实现大批量数据的处理。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法，包括：

步骤S1，根据确定的底盘连接点的分析工况及其静载输入，在ADAMS软件中进行静载仿真，获得原始数据文件并导出；

步骤S2，通过MATLAB软件读取所述原始数据文件；

步骤S3，将每一所述原始数据文件中的数据分类提取并存放；

步骤S4，从提取的所述每一类别的数据中进一步提取出静载分析结果；

步骤S5，将所述静载分析结果输出至预置的EXCEL文件中。

其中，所述原始数据文件是由悬架零部件连接点的请求所获取的静载仿真结果数据纵向排列而成。

其中，静载仿真结果数据包括对应连接点的Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME共九列数据，其中：Fx，Fy，Fz分别指的是所述连接点在局部坐标系下x，y，z方向的受力，Fm指的是合力，Tx，Ty，Tz分别指的是所述连接点在局部坐标系下x，y，z方向所受的力矩，Tm指的是合力矩，TIME指的是时间。

其中，所述步骤S3具体是指，将每一所述原始数据文件中的数据按所述Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME这九个类别分别提取，并分别储存在Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME这九个数组中。

其中，所述步骤S4具体是指，将所述每一数组中最后一个数值提取出来，作为静载分析结果。

其中，在所述步骤S5之前还包括：对所述静载分析结果进行格式转换和单位转换，并按照输出要求重新排列。

其中，所述步骤S3还包括：将所述原始数据文件的名称和请求名称分别提取出来备用。

其中，所述步骤S5还包括：将所述原始数据文件的名称和请求名称也输出至所述EXCEL文件中。

其中，所述原始数据文件的名称包括静载分析工况的名称。

其中，所述步骤S5之后还包括：

步骤S6，将两种车型的所述EXCEL文件中的数据分别输入MATLAB软件，对相同工况下的两种车型的受力情况进行比较，计算出两者的差值、比值以及变化率数值，并输出至新的EXCEL文件中。

实施本发明将带来以下有益效果：通过将需要分析的数据导出，对导出的原始数据文件处理，大大减小了提取数据的复杂性，提高了提取数据的效率，且导出的数据便于储存和查看。利用MATLAB软件对其直接进行读取和操作，以此替代ADAMS后处理手动测量数据的步骤，实现提取、处理数据和保存数据的自动化，节省了大量工作时间，将这一过程人为的操作失误降低到最小，提高了分析结果的准确度，为后续工作提供准确的输入，提高了设计开发水平。

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是本发明实施例一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法的流程示意图。

图2是本发明实施例中原始数据文件格式示意图。

图3是本发明实施例中EXCEL文件格式示意图。

图4是本发明实施例中两种车型对比结果的EXCEL文件格式示意图。

图5是本发明实施例中数据处理主界面示意图。

图6是本发明实施例中数据处理对比界面示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。

请参照图1所示，本发明提供一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法，包括：

步骤S1，根据确定的底盘连接点的分析工况及其静载输入，在ADAMS软件中进行静载仿真，获得原始数据文件并导出；

步骤S2，通过MATLAB软件读取所述原始数据文件；

步骤S3，将每一所述原始数据文件中的数据分类提取并存放；

步骤S4，从提取的所述每一类别的数据中进一步提取出静载分析结果；

步骤S5，将所述静载分析结果输出至预置的EXCEL文件中。

以下对各步骤进行具体说明。

步骤S1中，确定底盘连接点的分析工况主要是指确定所要分析的特定工况，静载荷分析目的是考察悬架系统在极限工况的受力情况，因此所选择的工况均为极限工况，工况通常根据实际的经验和需要来设定。此外，还要确定要分析的车型的基本参数，例如轴荷、整车质量、轴距质心高度等，通过获取的参数可以计算出各个工况的载荷加载情况，在EXCEL表格中设定好各工况的载荷输入计算公式，将车型参数输入到指定的单元格中，自动计算获得所需分析工况的静载输入，这样做可以实现不同车型的通用，提高效率。至于载荷输入计算公式，可以由各厂商根据自身技术要求设定，不在本发明所论述的范围内，在此不作详述。

在ADAMS软件中的仿真，具体来说，是选择“SuspensionAnalysis”下的“StaticLoad”进行仿真，依照前述计算出的静载分析输入值进行仿真，仿真的步数可以根据实际需要自由设定。

进入ADAMS后处理选择“Export”选项，导出的数据类型选择“Spreadsheet”，导出需要分析的零件连接点的请求（Request）数据（即仿真结果原始数据），导出后的文件类型为*.Tab（即仿真结果原始数据文件，后简称原始数据文件）。Request在ADAMS软件中的作用是按照用户要求输出位移、速度、加速度或力等仿真结果数据。原始数据文件名称中包括静载分析工况的名称，并且可以进一步与车型名称相组合，如**_##.tab，其中**为车型名称，##为静载分析工况，这样做的目的是为了更好区分，不容易混淆。车型名称也可以用其他易于区分的代码替代。之所以选择这种数据导出方法是因为导出文件排列整齐规范，便于处理，且包含了Request名称，每一仿真步数各Request采集的数据即力和力矩的数值等所需要的信息。

步骤S2中，通过MATLAB（美国MathWorks公司出品的商业数学软件）读取所有的原始数据文件，即在MATLAB中打开这些原始数据文件，完成导入，后续即在MATLAB中进行数据的提取。采用MATLAB软件处理数据，代替ADAMS软件后处理功能，可以使得数据处理变成自动化过程。

步骤S3是为了更好地对数据处理，提取所需要的数值，具体来说，将导出的原始数据文件统一放置，由于每一次仿真就会导出获得一个数据文件，因此若总共有五个工况的仿真，就有五个数据文件。导出的原始数据文件是由悬架零部件连接点的Request所获取的静载仿真结果数据纵向排列而成，若导出了N（N为连接点数量）个Request数据，就有N个数据块组成，每个数据块包含的数据有该连接点的Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME共九列数据，其中：Fx，Fy，Fz分别指的是该连接点在局部坐标系下x，y，z方向的受力，Fm指的是合力，Tx，Ty，Tz分别指的是该连接点在局部坐标系下x，y，z方向所受的力矩，Tm指的是合力矩，TIME指的是时间。原始数据文件格式如图2所示。

在MATLAB中对原始数据文件中的数据分类提取和存放，即将每个Request的数据分别提取出来分别存放。对每个Request的数据按照Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME分类提取，分别存入九个数组当中，并将原始数据文件的名称和Request名称分别提取出来备用。在每一数组中，数据是纵向依序存放的。各数组之间的排列顺序是可调的。重复上述过程，直至所有的数据都按照要求分类存放。最终的结果是将所有文件中的数据都对应分类储存在Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME这九个数组当中。

步骤S4具体是指，将Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm中的每组数据的最后一个数值提取出来，这个数据就是所需的静载分析结果，根据实际的需求，将数据进行格式转换和单位转换并按照输出要求重新排列，存放备用。格式转换是因为从ADAMS导出的数据采用的是科学计数法，观察不方便，此外，保留的小数位数也需要按需要转换。单位转换是因为从ADAMS导出的数据力矩的单位为N·mm，需要转化为N·m。

步骤S5中，该EXCEL文件预先设计好了表格形式、字体和字体大小等参数，在每个工作表写入一个工况下的数据，将步骤S3中提取出来的原始数据文件名称、Request名称以及静载分析结果数值写入规定的单元格中，EXCEL文件格式如图3所示。

为了方便不同车型受力结果的对比，本发明汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法还提供分析结果的对比，即在步骤S5之后，包括：

步骤S6，将两种车型的所述EXCEL文件中的数据分别输入MATLAB软件，对相同工况下的两种车型的受力情况进行比较，计算出两者的差值、比值以及变化率数值，并输出至新的EXCEL文件中。图4示出了两种车型对比结果的EXCEL文件格式。

利用MATLAB软件中的图形用户界面（GraphicalUserInterface，GUI）功能，将上述步骤S2-S6的过程集成处理成便于用户使用的简单界面，实现了与ADAMS导出的数据文件的接口功能，通过前台的操作实现对数据文件的提取和操作，并可观察分析数值和数据曲线。界面形式如图5（主界面）、图6（对比界面）所示。

通过上述说明可知，实施本发明将带来以下有益效果：

首先，将需要分析的数据导出，对导出的原始数据文件处理，大大减小了提取数据的复杂性，获取数据更有针对性，提高了提取数据的效率，且导出的数据便于储存和查看。本发明比现有的在ADAMS中生成曲线，测量数值，数值单位转化，填写数据的传统方法要节约80%以上的时间，大大提高了汽车底盘悬架载荷分析的效率。

其次，利用MATLAB软件对其直接进行读取和操作，以此替代ADAMS后处理手动测量数据的步骤，实现提取、处理数据和保存数据的自动化，节省了大量工作时间，将这一过程人为的操作失误降低到最小，提高了分析结果的准确度，为后续工作提供准确的输入，提高了设计开发水平。

第三，本发明可按实际需求调整数据的排列顺序以及数据的输出格式和单位，确保输出结果满足需求且统一规范。

第四，设计了静载分析结果的对比功能，方便了不同车型的分析结果的对比观察，并采用多个参数来衡量两者的差异，分析结果简洁明了，大大简化了该工作的复杂性。

第五，设计了GUI界面，在界面中可以直接观察各零部件连接点静载分析结果数值以及受力/力矩的变化曲线，实现了分析结果的便捷调用观察，同时所有的分析结果均用EXCEL表格形式表示，便于用户观察和处理仿真分析的结果。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，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 (10)

1.一种汽车底盘悬架系统静载荷分析数据处理方法，包括：

步骤S1，根据确定的底盘连接点的分析工况及其静载输入，在ADAMS软件中进行静载仿真，获得原始数据文件并导出；

步骤S2，通过MATLAB软件读取所述原始数据文件；

步骤S3，将每一所述原始数据文件中的数据分类提取并存放；

步骤S4，从提取的所述每一类别的数据中进一步提取出静载分析结果；

步骤S5，将所述静载分析结果输出至预置的EXCEL文件中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始数据文件是由悬架零部件连接点的请求所获取的静载仿真结果数据纵向排列而成。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，静载仿真结果数据包括对应连接点的Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME共九列数据，其中：Fx，Fy，Fz分别指的是所述连接点在局部坐标系下x，y，z方向的受力，Fm指的是合力，Tx，Ty，Tz分别指的是所述连接点在局部坐标系下x，y，z方向所受的力矩，Tm指的是合力矩，TIME指的是时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体是指，将每一所述原始数据文件中的数据按所述Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME这九个类别分别提取，并分别储存在Fx，Fy，Fz，Fm，Tx，Ty，Tz，Tm和TIME这九个数组中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体是指，将所述每一数组中最后一个数值提取出来，作为静载分析结果。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S5之前还包括：对所述静载分析结果进行格式转换和单位转换，并按照输出要求重新排列。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：将所述原始数据文件的名称和请求名称分别提取出来备用。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：将所述原始数据文件的名称和请求名称也输出至所述EXCEL文件中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述原始数据文件的名称包括静载分析工况的名称。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括：

步骤S6，将两种车型的所述EXCEL文件中的数据分别输入MATLAB软件，对相同工况下的两种车型的受力情况进行比较，计算出两者的差值、比值以及变化率数值，并输出至新的EXCEL文件中。