CN109033679A - 一种基于cae仿真的发动机罩过关量评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，利用一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置，该装置包括顶板，所述顶板上设有转动装置，所述转动装置上设有U型板，所述U型板的一侧安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿U型板的一侧并延伸至U型板内，所述伺服电机的输出轴末端固定有螺纹杆，且螺纹杆的一端转动连接在U型板内的一端侧壁上，所述U型杆内的顶部固定有两个相互平行的竖杆，两个竖杆上共同转动连接有转轴，且转轴位于螺纹杆的下端，所述转轴上设有连接板。本发明能自动对半车进行扫描，降低了工作人员的劳动强度，避免了因人工扫描出现的失误，保证扫描质量，能有效的对半车进行全方位扫描，保证建模的准确度。

Description

一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法

技术领域

本发明涉及汽车评估检测技术领域，尤其涉及一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法。

背景技术

发动机罩是车辆日常使用过程中常用部件，设计精巧的发动机罩不仅能够使汽车外形更美观，还能让顾客使用更便捷。发动机罩在日常使用的过程中要承受各种各样的载荷，开启和关闭是常见一种工况。由于不同的使用习惯，对开启和关闭的操作不尽相同，关闭发动机罩，导致前大灯碎裂、前翼子板掉漆、前格栅损坏等情况时有发生。

基于CAE方法，从系统角度出发，建立半车系统有限元模型。通过对机罩锁、密封条和缓冲块的详细建模，考虑发动机罩锁锁止能力、缓冲块及密封条的缓冲作用，计算发动机罩在一定转速下对车身结构的冲击效应，同时考虑重力加速度的影响，分析过程中，监测考察点的Z向变形量，从而得出合理的发动机罩过关量，为结构的设计和优化改进提供参考。

首先需要对半车进行建模，才能进行后续步骤，现有的建模方法一般都是工作人员手持扫描仪进行扫描，扫描效率低，扫描时间长，容易造成工作人员疲劳，从而影响扫描质量，造成不能准确对半车进行建模，影响后续工作，为此，我们提出了一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，利用一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置，所述一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置包括顶板，所述顶板上设有转动装置，所述转动装置上设有U型板，所述U型板的一侧安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿U型板的一侧并延伸至U型板内，所述伺服电机的输出轴末端固定有螺纹杆，且螺纹杆的一端转动连接在U型板内的一端侧壁上，所述U型杆内的顶部固定有两个相互平行的竖杆，两个竖杆上共同转动连接有转轴，且转轴位于螺纹杆的下端，所述转轴上设有连接板，所述连接板上设有开口，且转轴位于开口内，所述连接板的一侧转动连接有移动板，且移动板螺纹套接在螺纹杆上，所述连接板设有移动装置，所述移动装置上设有扫描仪。

优选地，所述转动装置包括安装在顶板上端的驱动电机，所述顶板的下端设有凹槽，所述凹槽内的底部设有移动槽，所述移动槽内安装有滚轮，所述滚轮上转动套接有连接杆，所述驱动电机的输出轴贯穿顶板并延伸至凹槽内，所述驱动电机的输出轴末端固定有转动杆，所述转动杆的一侧固定有伸缩杆，且伸缩杆的一端转动套接有连接杆上，所述转动杆的下端固定在U型板的上端一侧，所述U型板的上端一侧设有限位槽，所述限位槽内安装有限位板，且连接杆的下端固定在限位板的上端。

优选地，所述移动装置包括固定在连接板下端的承载板，所述承载板的下端设有滑槽，所述滑槽内安装有滑块，所述滑块的下端固定有安装板，所述承载板的下端一侧固定有电动伸缩杆，且电动伸缩杆的一端固定在安装板的一侧，所述扫描仪安装在安装板的另一侧。

优选地，所述顶板的下端四角均固定有支撑杆，四个支撑杆的下端共同固定有底板。

优选地，所述螺纹杆采用碳素钢制成。

优选地，所述移动槽呈回型设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过伺服电机、螺纹杆和连接块的配合，方便调节扫描仪的位置，解决了人工扫描时间长，不利于准确建模的问题，达到了自动对半车进行扫描的目的，提高了扫描效率，保证扫描质量，提高建模的准确度；

2、通过驱动电机、伸缩杆和滚轮的配合，使U型杆能平稳转动，解决了不方便进行全面的问题，达到了方便调节扫描仪角度的目的，从而能全面的对半车进行扫描，保证扫描的准确度；

3、通过电动伸缩杆、滑块和安装板的配合，方便使扫描仪移动，解决了不方便调节扫描仪的问题，能根据需要调节扫描仪的位置或高度，从而能有效的对半车进行扫描；

综上所述，本装置能自动对半车进行扫描，降低了工作人员的劳动强度，提高了扫描效率，保证扫描质量，能有效的对半车进行全方位扫描，保证建模的准确度。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法中一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置的正视图；

图2为本发明提出的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法中一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置的A处放大图；

图3为本发明提出的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法中一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置的B处放大图

图4为本发明提出的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法中一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置的凹槽内部结构示意图。

图中：1凹槽、2伸缩杆、3滚轮、4连接杆、5支撑杆、6电动伸缩杆、7滑块、8扫描仪、9顶板、10驱动电机、11转动杆、12移动槽、13伺服电机、14底板、15 U型板、16螺纹杆、17连接板、18开口、19移动板、20固定板、21承载板、22滑槽、23竖杆、24转轴。

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。

参照图1-4，一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，主要利用一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置，所述装置包括顶板9，顶板9的下端四角均固定有支撑杆5，稳定支撑顶板9，四个支撑杆5的下端共同固定有底板14，将半车体移动至底板14的上端，方便进行扫描建模；

顶板9上设有转动装置，转动装置上设有U型板15，U型板15的一侧安装有伺服电机13，伺服电机13采用SGMVV-3GADB61型，稳定输出，方便控制转动方向，伺服电机13的输出轴贯穿U型板15的一侧并延伸至U型板15内，伺服电机13的输出轴末端固定有螺纹杆16，且螺纹杆16的一端转动连接在U型板15内的一端侧壁上，伺服电机13能带动螺纹杆16正向转动和反向转动，螺纹杆16采用碳素钢制成，结实耐用，从而方便控制扫描仪8的位置，便于对半车体进行扫描，并有效保证扫描的准度；

U型杆15内的顶部固定有两个相互平行的竖杆23，两个竖杆23上共同转动连接有转轴24，方便转轴24转动，且转轴24位于螺纹杆16的下端，转轴24上设有连接板17，连接板17上设有开口18，且转轴24位于开口18内，连接板17的一侧转动连接有移动板19，且移动板19螺纹套接在螺纹杆16上，伺服电机13带动螺纹杆16正向转动，螺纹杆16转动使移动板19移动，移动板19移动推动连接板17移动，当移动板19移动至转轴24的上端时，使连接板17转动，从而方便改变扫描仪8的位置，从而方便对半车体进行准确扫描；

连接板17设有移动装置，方便移动，移动装置上设有扫描仪8，扫描仪8采用HSCAN-300扫描器，能有效提高扫描的准确度，便于进行半车体建模，并建立发动机罩几何模型，建立发动机罩详细有限元网格模型，其中对发动机罩锁、密封条和缓冲块要详细建模，要考虑发动机罩锁锁止机构运动状态、锁舌拉线弹簧刚度、密封条和缓冲块材料参数和各零部件接触关系。这些模型建立好后与截取的整车碰撞模型进行组合，搭建发动机罩过关分析网格模型，建立分析工况，给发动机罩施加绕铰链旋转轴的一定角速度，同时考虑重力作用，模拟发动机罩不同的关闭速度，提交CAE求解器计算，处理分析结果，测得机罩边沿3各考察点的Z向变形量，该变形量在发动机罩关闭前是一个动态过程，评估发动机罩过关量，需要跟踪测量点变形到其稳定状态，然后用最大变形量减去计算稳定后的变形量，得到的结果即为发动机罩过关量，关闭过程为动态过程，发动机罩的过关量有不同的度量方法，有前沿线速度、旋转角速度、关闭能量、前沿Z向变形量。为便于测量和统计研究，本方法采用前沿Z向变形量作为过关量考察。发动机罩关闭过程为动态过程：发动机罩开启一定高度处，在重力作用和关闭力作用下，发动机罩U型锁钩先于机罩锁上端接触，在动能作用下，U型锁钩卡入锁内，然后发动机罩缓冲块起缓冲作用，发动机罩速度进一步降低，在经过发动机罩设计的关闭状态后，在惯性作用下，发动机罩前端会继续下降，同时缓冲块和密封条会持续起作用。这个继续下降的最大垂向位移即为过关量。

本发明中，转动装置包括安装在顶板9上端的驱动电机10，驱动电机10采用SGMVV-3GADB61型，输出稳定，便于进行控制，顶板9的下端设有凹槽1，凹槽1内的底部设有移动槽12，移动槽12呈回型设置，移动槽12内安装有滚轮3，滚轮3在移动槽12内移动，滚轮3上转动套接有连接杆4，驱动电机10的输出轴贯穿顶板9并延伸至凹槽1内，驱动电机10的输出轴末端固定有转动杆11，驱动电机10带动转动杆11转动，转动杆11的一侧固定有伸缩杆2，且伸缩杆2的一端转动套接有连接杆4上，转动杆11转动能通过伸缩杆2带动连接杆4转动，实现同步转动；

转动杆11的下端固定在U型板15的上端一侧，U型板15的上端一侧设有限位槽，限位槽内安装有限位板，且连接杆4的下端固定在限位板的上端，限位板在限位槽内移动，从而方便U型板15移动，便于使U型板15平稳转动，方便进行扫描建模。

本发明中，移动装置包括固定在连接板17下端的承载板21，承载板21的下端设有滑槽22，滑槽22内安装有滑块7，滑块7在滑槽22内移动，滑块7的下端固定有安装板，滑块7移动带动安装板移动，承载板21的下端一侧固定有电动伸缩杆6，且电动伸缩杆6的一端固定在安装板的一侧，电动伸缩杆6推动安装板移动，扫描仪8安装在安装板的另一侧，安装板带动扫描仪8移动，从而能全面对半车体进行扫描，提高建模的准确度。

本发明中，使用时，将半车移动至底板14的上端，驱动电机10通过转动杆11带动U型板15转动，伸缩杆2跟随转动杆11转动，从而使连接杆4辅助推动U型板15转动，滚轮3在移动槽12内移动，限位块在限位槽内移动，从而使连接杆4平稳移动，电动伸缩杆6推动扫描仪8移动，对车体扫描，扫描完成后，伺服电机13转动，使移动板19移动，移动板19通过固定板20推动连接板17移动，当移动板19移动至竖杆23处，会推动连接板17发生转动，转轴24使连接板17能平稳转动，连接板17转动，从而使扫描仪8能对车体竖立面进行扫描，驱动电机10和电动伸缩杆6工作，带动扫描仪8转动和移动，从而有效的对半车进行扫描。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，利用一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置，所述一种用于CAE的发动机罩过关量评估的建模装置包括顶板(9)，其特征在于：所述顶板(9)上设有转动装置，所述转动装置上设有U型板(15)，所述U型板(15)的一侧安装有伺服电机(13)，所述伺服电机(13)的输出轴贯穿U型板(15)的一侧并延伸至U型板(15)内，所述伺服电机(13)的输出轴末端固定有螺纹杆(16)，且螺纹杆(16)的一端转动连接在U型板(15)内的一端侧壁上，所述U型杆(15)内的顶部固定有两个相互平行的竖杆(23)，两个竖杆(23)上共同转动连接有转轴(24)，且转轴(24)位于螺纹杆(16)的下端，所述转轴(24)上设有连接板(17)，所述连接板(17)上设有开口(18)，且转轴(24)位于开口(18)内，所述连接板(17)的一侧转动连接有移动板(19)，且移动板(19)螺纹套接在螺纹杆(16)上，所述连接板(17)设有移动装置，所述移动装置上设有扫描仪(8)。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，其特征在于，所述转动装置包括安装在顶板(9)上端的驱动电机(10)，所述顶板(9)的下端设有凹槽(1)，所述凹槽(1)内的底部设有移动槽(12)，所述移动槽(12)内安装有滚轮(3)，所述滚轮(3)上转动套接有连接杆(4)，所述驱动电机(10)的输出轴贯穿顶板(9)并延伸至凹槽(1)内，所述驱动电机(10)的输出轴末端固定有转动杆(11)，所述转动杆(11)的一侧固定有伸缩杆(2)，且伸缩杆(2)的一端转动套接有连接杆(4)上，所述转动杆(11)的下端固定在U型板(15)的上端一侧，所述U型板(15)的上端一侧设有限位槽，所述限位槽内安装有限位板，且连接杆(4)的下端固定在限位板的上端。

3.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，其特征在于，所述移动装置包括固定在连接板(17)下端的承载板(21)，所述承载板(21)的下端设有滑槽(22)，所述滑槽(22)内安装有滑块(7)，所述滑块(7)的下端固定有安装板，所述承载板(21)的下端一侧固定有电动伸缩杆(6)，且电动伸缩杆(6)的一端固定在安装板的一侧，所述扫描仪(8)安装在安装板的另一侧。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，其特征在于，所述顶板(9)的下端四角均固定有支撑杆(5)，四个支撑杆(5)的下端共同固定有底板(14)。

5.根据权利要求1所述的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，其特征在于，所述螺纹杆(16)采用碳素钢制成。

6.根据权利要求2所述的一种基于CAE仿真的发动机罩过关量评估方法，其特征在于，所述移动槽(12)呈回型设置。