CN108875123A - 白车身模态分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白车身模态分析方法及系统,所述方法包括:对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;若否,则通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。本发明在汽车设计阶段就能发现车身的结构不足,避免设计缺陷,降低开发成本,缩短了开发周期,且该方法适用于不同车型,可在不同车型之间横向对比,为汽车研发设计人员提供方便。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,特别是涉及一种白车身模态分析方法及系统。
背景技术
随着经济和汽车工业的飞速发展和,人民的生活水平得到快速提高,汽车逐渐成为普通家庭的出行代步工具。对汽车而言,汽车车身是汽车整车当中的一个重要组成部分。汽车车身指的是车辆用来载人装货的部分,也指车辆整体。有的车辆的车身既是驾驶员的工作场所,又是容纳乘客和货物的场所。
汽车车身包括车窗、车门、驾驶舱、乘客舱、发动机舱和行李舱等。汽车车身的造型有厢型、鱼型、船型、流线型及楔型等几种,结构形式分单厢、两厢和三厢等类型。汽车车身造型结构是车辆的形体语言,其设计好坏将直接影响到车辆的性能和的特性。
白车身的模态分析是汽车车身设计的重要步骤,模态的含意是系统的某一本质的振动形态,为了避免汽车在使用过程中产生共振,降低噪音,提升车辆乘坐舒适性,需要对白车身进行模态分析,从而为结构设计优化提供依据。现有技术中,白车身的模态分析需要投入大量的人力和物力,开发周期长,成本高,制约了汽车的开发。
发明内容
为此,本发明的一个目的在于提出一种白车身模态分析方法,以解决现有技术成本高,开发周期长的问题。
根据本发明提供的白车身模态分析方法,包括:
对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;
将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;
将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;
输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;
根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;
若否,则通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。
根据本发明提供的白车身模态分析方法,首先对白车身总成进行扫描,得到CAD模型数据;然后通过CAE前处理软件,建立白车身有限元模型,再导入CAE后处理软件中进行计算,从计算结果能够提取出一阶扭转和一阶弯曲模态,得到白车身在不同频率下的振型,进而能够判断出是否达到目标值要求,对不满足项目要求的,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,提出结构改进方案,避免因共振的原因引起的结构破坏,通过CAE分析技术在汽车设计阶段就能发现车身的结构不足,避免设计缺陷,降低开发成本,缩短了开发周期,且该方法适用于不同车型,可在不同车型之间横向对比,为汽车研发设计人员提供方便。
另外,根据本发明上述的白车身模态分析方法,还可以具有如下附加的技术特征:
进一步地,所述将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型的步骤具体包括:
根据所述白车身总成的实际结构设定白车身总成各零部件的材料、以及各自的连接关系,同时设置所要考察的频率的区间范围。
进一步地,所述根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求的步骤之后,所述方法还包括:
若根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断到所述计算结果达到目标值要求,则将所述白车身总成的设计输出。
进一步地,所述CAE前处理软件为HyperMesh。
进一步地,所述CAE后处理软件为Nastran。
本发明的另一个目的在于提出一种白车身模态分析系统,以解决现有技术成本高,开发周期长的问题。
根据本发明提供的白车身模态分析系统,包括:
扫描模块,用于对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;
建立模块,用于将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;
计算模块,用于将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;
输出提取模块,用于输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;
判断模块,用于根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;
确定模块,用于当所述判断模块判断到所述计算结果未达到目标值要求时,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。
根据本发明提供的白车身模态分析系统,首先扫描模块对白车身总成进行扫描,得到CAD模型数据;然后在建立模块中,通过CAE前处理软件,建立白车身有限元模型,再通过计算模块导入CAE后处理软件中进行计算,通过输出提取模块从计算结果能够提取出一阶扭转和一阶弯曲模态,得到白车身在不同频率下的振型,进而通过判断模块能够判断出是否达到目标值要求,对不满足项目要求的,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,提出结构改进方案,避免因共振的原因引起的结构破坏,通过CAE分析技术在汽车设计阶段就能发现车身的结构不足,避免设计缺陷,降低开发成本,缩短了开发周期,且该方法适用于不同车型,可在不同车型之间横向对比,为汽车研发设计人员提供方便。
另外,根据本发明上述的白车身模态分析系统,还可以具有如下附加的技术特征:
进一步地,所述建立模块具体用于:
根据所述白车身总成的实际结构设定白车身总成各零部件的材料、以及各自的连接关系,同时设置所要考察的频率的区间范围。
进一步地,所述系统还包括:
设计输出模块,用于当所述判断模块判断到所述计算结果达到目标值要求时,将所述白车身总成的设计输出。
进一步地,所述CAE前处理软件为HyperMesh。
进一步地,所述CAE后处理软件为Nastran。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明第一实施例的白车身模态分析方法的流程图;
图2是根据本发明第二实施例的白车身模态分析系统的结构框图。
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做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。
请参阅图1,本发明第一实施例提出的白车身模态分析方法,包括以下步骤:
S101,对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;
S102,将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;
其中,具体实施时,可以根据所述白车身总成的实际结构设定白车身总成各零部件的材料、以及各自的连接关系,同时设置所要考察的频率的区间范围。
本实施例中,所述CAE前处理软件为HyperMesh。
S103,将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;
本实施例中,所述CAE后处理软件为Nastran。
S104,输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;
S105,根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;
S106,若否,则通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。
其中,本实施例中,在步骤S105之后,该方法还包括:若根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断到所述计算结果达到目标值要求,则将所述白车身总成的设计输出。
根据本实施例提供的白车身模态分析方法,首先对白车身总成进行扫描,得到CAD模型数据;然后通过CAE前处理软件,建立白车身有限元模型,再导入CAE后处理软件中进行计算,从计算结果能够提取出一阶扭转和一阶弯曲模态,得到白车身在不同频率下的振型,进而能够判断出是否达到目标值要求,对不满足项目要求的,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,提出结构改进方案,避免因共振的原因引起的结构破坏,通过CAE分析技术在汽车设计阶段就能发现车身的结构不足,避免设计缺陷,降低开发成本,缩短了开发周期,且该方法适用于不同车型,可在不同车型之间横向对比,为汽车研发设计人员提供方便。
请参阅图2,基于同一发明构思,本发明的第二实施例提供的白车身模态分析系统,包括:
扫描模块10,用于对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;
建立模块20,用于将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;
计算模块30,用于将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;
输出提取模块40,用于输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;
判断模块50,用于根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;
确定模块60,用于当所述判断模块50判断到所述计算结果未达到目标值要求时,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。
本实施例中,所述建立模块20具体用于:
根据所述白车身总成的实际结构设定白车身总成各零部件的材料、以及各自的连接关系,同时设置所要考察的频率的区间范围。
本实施例中,所述系统还包括:
设计输出模块70,用于当所述判断模块判断到所述计算结果达到目标值要求时,将所述白车身总成的设计输出。
本实施例中,所述CAE前处理软件为HyperMesh。
本实施例中,所述CAE后处理软件为Nastran。
根据本发明提供的白车身模态分析系统,首先扫描模块对白车身总成进行扫描,得到CAD模型数据;然后在建立模块中,通过CAE前处理软件,建立白车身有限元模型,再通过计算模块导入CAE后处理软件中进行计算,通过输出提取模块从计算结果能够提取出一阶扭转和一阶弯曲模态,得到白车身在不同频率下的振型,进而通过判断模块能够判断出是否达到目标值要求,对不满足项目要求的,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,提出结构改进方案,避免因共振的原因引起的结构破坏,通过CAE分析技术在汽车设计阶段就能发现车身的结构不足,避免设计缺陷,降低开发成本,缩短了开发周期,且该方法适用于不同车型,可在不同车型之间横向对比,为汽车研发设计人员提供方便。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种白车身模态分析方法,其特征在于,包括:
对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;
将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;
将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;
输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;
根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;
若否,则通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。
2.根据权利要求1所述的白车身模态分析方法,其特征在于,所述将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型的步骤具体包括:
根据所述白车身总成的实际结构设定白车身总成各零部件的材料、以及各自的连接关系,同时设置所要考察的频率的区间范围。
3.根据权利要求1所述的白车身模态分析方法,其特征在于,所述根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求的步骤之后,所述方法还包括:
若根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断到所述计算结果达到目标值要求,则将所述白车身总成的设计输出。
4.根据权利要求1所述的白车身模态分析方法,其特征在于,所述CAE前处理软件为HyperMesh。
5.根据权利要求1所述的白车身模态分析方法,其特征在于,所述CAE后处理软件为Nastran。
6.一种白车身模态分析系统,其特征在于,包括:
扫描模块,用于对白车身总成整体进行扫描,以得到CAD模型数据;
建立模块,用于将所述CAD模型数据传输至CAE前处理软件中,以建立白车身有限元模型;
计算模块,用于将所述白车身有限元模型导入CAE后处理软件中进行计算;
输出提取模块,用于输出计算结果,并从中提取一阶扭转和一阶弯曲模态;
判断模块,用于根据所述一阶扭转和所述一阶弯曲模态统计对比判断所述计算结果是否达到目标值要求;
确定模块,用于当所述判断模块判断到所述计算结果未达到目标值要求时,通过观察模态位移振型确定车身薄弱位置,以对所述薄弱位置提出改进。
7.根据权利要求6所述的白车身模态分析系统,其特征在于,所述建立模块具体用于:
根据所述白车身总成的实际结构设定白车身总成各零部件的材料、以及各自的连接关系,同时设置所要考察的频率的区间范围。
8.根据权利要求6所述的白车身模态分析系统,其特征在于,所述系统还包括:
设计输出模块,用于当所述判断模块判断到所述计算结果达到目标值要求时,将所述白车身总成的设计输出。
9.根据权利要求6所述的白车身模态分析系统,其特征在于,所述CAE前处理软件为HyperMesh。
10.根据权利要求6所述的白车身模态分析系统,其特征在于,所述CAE后处理软件为Nastran。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181123 |
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