CN107180127A - 汽车传动系统的模拟方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车传动系统的模拟方法及装置，该方法包括：在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，第三连接点距离第二连接点在预设范围内，模拟的传动轴和模拟的变速器通过第一连接点、第二连接点、第三连接点以三点式铰链方式连接；根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。实现了汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的模拟与试验一致，进而提高了碰撞仿真分析的精度。

Description

汽车传动系统的模拟方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车传动系统的模拟方法及装置。
背景技术
随着汽车的普及，人们对汽车的安全性能要求越来越高，尤其是汽车的碰撞安全性能。为了满足人们对汽车安全性能不断上升的要求，各大主机厂和设计企业都致力于提高各自的碰撞仿真分析的精度，使分析结果更加接近试验结果。
目前，汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的模拟问题一直是碰撞仿真分析领域的难题，汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的模拟不准确，导致在碰撞仿真分析中，严重影响了仿真分析的精度。
发明内容
本发明实施例提供一种汽车传动系统的模拟方法及装置，以解决现有技术中传动轴的运动方式和试验不一致而影响碰撞仿真分析精度的问题。
本发明的第一方面提供一种汽车传动系统的模拟方法，包括：
在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，所述模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，所述模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，所述模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，所述第三连接点距离所述第二连接点在预设范围内，所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接；
根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
根据如上所述的方法，可选地，所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器的运动方式包括：
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器轴向运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器旋转运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动。
根据如上所述的方法，可选地，当所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接时，所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点在同一轴向上。
根据如上所述的方法，可选地，当根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动时，所述第一连接点和所述第三连接点在所述轴向上重合。
根据如上所述的方法，可选地，所述第三连接点距离所述第二连接点100毫米。
本发明的另一方面是提供一种汽车传动系统的模拟装置，包括：
生成模块，用于在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，所述模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，所述模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，所述模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，所述第三连接点距离所述第二连接点在预设范围内，所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接；
模拟模块，用于根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
根据如上所述的装置，可选地，所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器的运动方式包括：
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器轴向运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器旋转运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动。
根据如上所述的装置，可选地，当所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接时，所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点在同一轴向上。
根据如上所述的装置，可选地，当根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动时，所述第一连接点和所述第三连接点在所述轴向上重合。
根据如上所述的装置，可选地，所述第三连接点距离所述第二连接点100毫米。
本发明实施例提供的汽车传动系统的模拟方法及装置，通过根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式，实现了汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的模拟与试验一致，进而提高了碰撞仿真分析的精度。
附图说明
图1为模拟的传动轴和模拟的变速器以球铰链方式连接的结构示意图；
图2为模拟的传动轴和模拟的变速器以圆柱铰链方式连接的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的汽车传动系统的模拟方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的模拟的传动轴和模拟的变速器未连接时的结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的模拟的传动轴和模拟的变速器以三点式铰链方式连接的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的汽车传动系统的模拟装置的结构示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
现有技术中模拟汽车的传动轴和汽车的变速器的连接方式有球铰链方式和圆柱铰链方式。
如图1所示，包括了模拟的传动轴和模拟的变速器从连接前到向下的直线箭头所指向的连接后的两种示意图。其中，曲线箭头3表示扭转运动方向。模拟的传动轴1和模拟的变速器2通过连接点N1、N2以球铰链方式连接，模拟的传动轴能够以N1、N2的重合点为支点相对于模拟的变速器做扭转运动，即可以模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。但是，不能模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器旋转运动和轴向运动。
如图2所示，同样包括了模拟的传动轴和模拟的变速器连接前和连接后两种结构示意，其中，水平箭头4表示轴向运动的方向，曲线箭头5表示旋转运动的方向。模拟的传动轴1和模拟的变速器2通过连接点N1、N2、N3、N4以圆柱铰链方式连接，连接点N1、N2、N3、N4在同一轴向上，连接之后，连接点N1和N2的位置可以重合，连接点N3和连接点N4的位置可以重合，且连接点N1到N3的距离与N2到N4的距离相同。模拟的传动轴能够沿轴向相对于模拟的变速器做轴向运动，轴向运动过程中，连接点N1和N3的位置可以在轴向上相对于N2和N4运动，即N1和N2的位置与N3和N4的位置也可以不重合，可以模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器轴向运动。模拟的传动轴也能够绕自己的中轴线相对于模拟的变速器做旋转运动，即模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器旋转运动。但是在这种连接方式下，不能模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。
为了解决在上述两种连接方式下，都不能准确模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的问题，本发明实施例提供一种汽车传动系统的模拟方法，下面结合具体的实施例进行详细的介绍。
实施例一
本实施例提供一种汽车传动系统的模拟方法，用于模拟汽车的传动系统。本实施例的执行主体是汽车传动系统的模拟装置，该装置可以设置在汽车模拟软件中，例如Hypermesh软件、LS-DYNA软件等。
图3为本发明实施例提供的汽车传动系统的模拟方法流程图。该方法具体包括如下步骤：
步骤301，在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，第三连接点距离第二连接点在预设范围内，模拟的传动轴和模拟的变速器通过第一连接点、第二连接点、第三连接点以三点式铰链方式连接。
具体的，可以通过现有软件比如Hypermesh软件等可以建立有限元网格模型的软件建立有限元网格模型，在此不做限制。在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴，还可以生成模拟的传动系统中其他部件，比如模拟的发动机。
如图4所述，为模拟的传动轴1与模拟的变速器2没有连接时的结构示意图，即第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3没有放在一起时的结构示意图。其中，模拟的传动轴1的一端的截面中心设置有第一连接点M1，模拟的变速器2的一端的截面中心设置有第二连接点M2，模拟的变速器2的轴向上设置有第三连接点M3，第三连接点M3距离第二连接点M2在预设范围内，模拟的传动轴1和模拟的变速器2可以通过第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3以三点式铰链方式连接。
如图5所示，为模拟的传动轴1与模拟的变速器2通过第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3以三点式铰链方式连接后的结构示意图。
示例性的，可以在Hypermesh软件中建立有限元网格模型，并在该有限元网格模型中生成模拟的变速器2和模拟的传动轴1，在该模拟的传动轴1的一端的截面中心建立第一连接点M1，该第一连接点M1通过Hypermesh软件中节点方式的关键字与模拟的传动轴1相连。在模拟的变速器2的一端的截面中心建立第二连接点M2，在模拟的变速器2的轴向上建立第三连接点M3，该第三连接点M3距离第二连接点M2在预设范围内，优选地，第三连接点M3与第二连接点M2的距离为100毫米，该第二连接点M2和第三连接点M3也通过节点方式的关键字与模拟的变速器相连。模拟的传动轴1和模拟的变速器2通过第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3以铰链方式连接即形成三点式铰链方式连接。
步骤302，根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
当模拟的传动轴1和模拟的变速器2之间以三点式铰链方式连接后，就可以根据模拟的传动轴1和模拟的变速器2之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
具体的，汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式可以包括：
汽车的传动轴相对于汽车的变速器轴向运动；
汽车的传动轴相对于汽车的变速器旋转运动；
汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。
如图5所示，水平箭头6表示模拟的传动轴1沿着轴向相对于模拟的变速器2做轴向运动的方向，能够模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器轴向运动，即第一连接点M1在轴向上可以向远离第三连接点M3的方向运动，也可以从远离第三连接点M3的方向向第三连接点运动。曲线箭头7表示模拟的传动轴绕自己的轴心做旋转运动的方向，能够模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器旋转运动。曲线箭头8表示模拟的传动轴以第一连接点和第三连接点的位置重合点为支点做扭转运动的方向，能够模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。实现了既能模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器轴向运动和旋转运动，又能模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。解决了现有技术中模拟的传动轴和模拟的变速器以球铰链方式连接只能模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动，而模拟的传动轴和模拟的变速器以圆柱铰链方式连接只能模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器轴向运动和旋转运动的问题。
可选地，如图5所示，当模拟的传动轴1和模拟的变速器2通过第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3以三点式铰链方式连接时，该第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3在同一轴向上。
具体的，第一连接点M1在模拟的传动轴1的轴向上，第二连接点M2和第三连接点M3在模拟的变速器2的轴向上，当模拟的传动轴1和模拟的变速器2通过第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3以三点式铰链方式连接时，需要将模拟的传动轴1设置有第一连接点M1的一端插入模拟的变速器2设置有第二连接点M2和第三连接点M3的一端，插入的深度可以使第一连接点M1和第三连接点M3的位置重合。在模拟轴向运动时，第一连接点M1可以从第三连接点M3沿着模拟的变速器2的轴向(此时也可以是模拟的传动轴1的轴向，两者轴向相同)向第二连接点M2运动，甚至可以继续沿着该轴向远离第二连接点M2的方向运动。在模拟旋转运动时，模拟的传动轴1沿自己的轴心做旋转运动，第一连接点M1仍始终处于模拟的变速器2的轴向上，与第二连接点M2和第三连接点M3在同一轴向上。在模拟扭转运动时，模拟的传动轴1以第一连接点M1和第三连接点M3的位置重合点为支点做扭转运动，即第一连接点M1和第三连接点M3处于同一位置，则第一连接点M1、第二连接点M2、第三连接点M3仍处于同一轴向上。
可选地，如图5所示，当根据模拟的传动轴1和模拟的变速器2之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动时，第一连接点M1和第三连接点M3在轴向上重合。
具体的，当根据模拟的传动轴1和模拟的变速器2之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动时，模拟的传动轴1以第一连接点M1和第二连接点M2的重合点为支点相对于模拟的变速器2做扭转运动，以模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。
本实施例提供的汽车传动系统的模拟方法，通过根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式，实现了汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的模拟与试验一致，进而提高了碰撞仿真分析的精度。
实施例二
本实施例提供一种汽车传动系统的模拟装置，用于执行实施例一的汽车传动系统的模拟方法。
图6为本发明实施例提供的汽车传动系统的模拟装置的结构图。如图6所示，本实施例的汽车传动系统的模拟装置20包括生成模块21和模拟模块22。
其中，生成模块21用于在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，第三连接点距离第二连接点在预设范围内，模拟的传动轴和模拟的变速器通过第一连接点、第二连接点、第三连接点以三点式铰链方式连接；模拟模块22用于根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
可选地，汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式至少可以包括三种：汽车的传动轴相对于汽车的变速器轴向运动；汽车的传动轴相对于汽车的变速器旋转运动；汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动。
可选地，当模拟的传动轴和模拟的变速器通过第一连接点、第二连接点、第三连接点以三点式铰链方式连接时，该第一连接点、第二连接点、第三连接点在同一轴向上。
可选地，当根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器扭转运动时，第一连接点和第三连接点在轴向上重合。
可选地，第三连接点距离第二连接点100毫米。
关于本实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
根据本实施例的汽车传动系统的模拟装置，通过根据模拟的传动轴和模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式，实现了汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式的模拟与试验一致，进而提高了碰撞仿真分析的精度。
需要说明的是，上述实施例中的“第一”、“第二”、“第三”只是用于区分，并不表示顺序。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种汽车传动系统的模拟方法，其特征在于，包括：
在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，所述模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，所述模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，所述模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，所述第三连接点距离所述第二连接点在预设范围内，所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接；
根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器的运动方式包括：
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器轴向运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器旋转运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接时，所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点在同一轴向上。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动时，所述第一连接点和所述第三连接点在所述轴向上重合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第三连接点距离所述第二连接点100毫米。
6.一种汽车传动系统的模拟装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于在有限元网格模型中至少生成模拟的变速器和模拟的传动轴；其中，所述模拟的传动轴的一端的截面中心设置有第一连接点，所述模拟的变速器的一端的截面中心设置有第二连接点，所述模拟的变速器的轴向上设置有第三连接点，所述第三连接点距离所述第二连接点在预设范围内，所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接；
模拟模块，用于根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于汽车的变速器的运动方式。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器的运动方式包括：
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器轴向运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器旋转运动；
所述汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，当所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器通过所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点以三点式铰链方式连接时，所述第一连接点、所述第二连接点、所述第三连接点在同一轴向上。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，当根据所述模拟的传动轴和所述模拟的变速器之间的三点式铰链的连接方式，模拟汽车的传动轴相对于所述汽车的变速器扭转运动时，所述第一连接点和所述第三连接点在所述轴向上重合。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三连接点距离所述第二连接点100毫米。
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