CN110162919B - 一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车异响仿真分析技术领域，具体涉及一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，包括如下步骤：S1：在建立的车辆内饰FEA模型内建立钣金件和内饰件两两之间装配间隙处的异响节点副；S2：将车辆内饰FEA模型进行温度处理；S3：获取在不同异响道路谱下异响节点副的动力学结果，根据动力学结果自动进行异响风险等级标定。本方案通过增加环境因素对车辆异响测试结果影响的考虑，能有效增加异响风险等级标定的准确性。

Description

一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定 方法

技术领域

本发明涉及汽车异响仿真分析技术领域，具体涉及一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展以及消费群体对车辆性能要求的提高，提升车辆的内饰件品质显得尤为重要，其中内饰件撞击异响为车辆的常见故障类型且受到消费者的抱怨较大。为此，设计师们常常通过测试实验来进行异响测定，期望于根据测试实验结果优化设计，减小车辆撞击异响。

但是，现有异响测试时常常只考虑到车辆的内饰异响性能受路面激励的影响，而忽略了温度场对车辆内饰件异响的影响，如车辆在高温和极寒地区会表现出明显不同的异响性能，而测试时只在常温下测试车辆内饰件撞击异响将使得测试结果和实际相差较大。

另外，由于异响的发生具有一定的概率性，车辆内饰件不同位置异响发生概率高低不一，若不对异响发生概率进行一个标定，将不利于设计人员直观的查看异响测试结果，给设计人员带来不便。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，通过增加环境因素对车辆异响测试结果影响的考虑，以增加异响风险等级标定的准确性。

本发明提供的基础方案为：一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，包括如下步骤：

S1：在建立的车辆内饰FEA模型内建立钣金件和内饰件两两之间装配间隙处的异响节点副；

S2：将车辆内饰FEA模型进行温度处理；

S3：获取在不同异响道路谱下异响节点副的动力学结果，根据动力学结果自动进行异响风险等级标定。

本发明的优点在于：本申请中在获取异响节点副的动力学结果时，不仅考虑了温度因数，还考虑了不同异响道路谱对动力学结果的影响，增加了异响测定结果的真实性。之后进行了异响等级标定，以便于指导内饰件设计开发工作，使得设计工作者能够直观的了解到内饰件不同位置的异响风险等级。

进一步，在步骤S1中，异响节点副建立时，异响节点副中的两个节点为钣金件和内饰件或者内饰件和内饰件之间装配间隙处距离最近的两个节点。

本方案中将钣金件和内饰件或者内饰件和内饰件之间装配间隙处距离最近的两个节点作为异响节点副的节点，便于将异响节点副之间的距离和装配间隙(或称设计间隙)进行对比，进而判断异响节点副的动力学结果。

进一步，在步骤S3中，异响节点副的动力学结果获取时，将异响节点副内两个节点之间的相对形变量和装配间隙进行对比，然后获得对比结果。

本方案中通过将异响节点副内两个节点之间的相对形变量与装配间隙进行对比，进而判断测试过程中节点之间的相对距离是否发生过变化，若发生变化，则可以将该变化值作为异响风险等级标定的条件之一。

进一步，在将异响节点副中两个节点间的相对形变量和装配间隙进行对比后，将异响节点副内两个节点之间的相对加速度与预设的加速度目标值进行对比，然后获得对比结果。

本方案中在判断异响节点副内节点之间相对距离是否发生变化的基础上，判断异响节点副内两个节点之间的相对速度是否发生变化，以此增加异响风险判断的准确性。由于现有两个物体之间相对距离发生变化，但是若这个变化及其缓慢，则这两个物体在短时间内撞击的可能性将极小，相对的，若两个物体之间相对速度十分快，那么在短时间内便极有可能撞击，鉴于这个原因，考虑两个节点之间的相对速度能有效增加异响风险判断的准确性。

进一步，在步骤S2中，将车辆内饰FEA模型进行温度处理后，获取在不同温度下内饰件中异响节点副内节点的相对变形量，然后将该变形量作为异响道路谱分析的位移预载荷。

本方案将不同温度下内饰件中异响节点副内节点的相对变形量作为异响道路路谱分析的位移预载荷，以此种方式使得获得的动力学结果不仅考虑了不同异响道路谱对撞击异响的影响，还考虑了温度对撞击异响的影响。

进一步，在步骤S3中，异响风险等级标定时，若异响节点副内节点的相对变形量小于设计间隙，且异响节点副内节点对应的相对加速度小于加速度目标值，则该异响副标定为四级异响风险点，并将四级异响风险点记为小概率事件。

本方案中对异响发生小概率事件点进行标记，便于设计工作者能明确知道哪些异响节点副发生异响概率较小。

进一步，在步骤S3中，异响风险等级标定时，若异响节点副内节点的相对变形量小于设计间隙，且异响节点副内节点对应的相对加速度大于等于加速度目标值，则该异响副标定为三级异响风险点，记为中概率事件。

本申请中对异响发生中概率事件点进行标记，便于设计工作者能明确知道哪些异响节点副属于异响发生中概率事件点。

进一步，在步骤S3中，异响风险等级标定时，若异响节点副内节点的相对变形量大于等于设计间隙，且节点副内节点对应的相对加速度小于加速度目标值，则该异响副标定为二级异响风险点，记为大概率事件。

本申请中将本申请中对异响发生大概率事件点进行标记，便于设计工作者能明确知道哪些异响节点副属于异响发生大概率事件点。

进一步，在步骤S3中，异响风险等级标定时，若异响节点副内节点的相对变形量等于或者大于设计间隙(含公差带)，且异响节点副内节点对应的相对加速度大于加速度目标值，则该异响副标定为一级异响风险点，记为极大概率事件。

本方案中将本申请中对异响发生极大概率事件点进行标记，便于设计工作者能明确知道哪些异响节点副属于异响发生极大概率事件点，异响发生极大概率事件点为设计工作者最需要关注的点。

进一步，在步骤S2中，将车辆内饰FEA模型进行温度处理时，进行极高温和极寒温度处理。

本方案中对车辆内饰FEA模型分别进行极高温和极寒温度处理，便于观察两种极端温度下对异响节点副的动力学结果影响。

附图说明

图1为本发明实施例中一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法的流程图；

图2为本发明实施例中极高温温度场对异响节点副内节点相对变形量的影响示意图；

图3为本发明实施例中极高温温度场对异响节点副内节点相对加速度的影响示意图；

图4为本发明实施例中极寒温度场对异响节点副内节点相对变形量的影响示意图；

图5为本发明实施例中极寒温度场对异响节点副内节点相对加速度的影响示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

如图1所示，一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，包括如下步骤：

S1、在建立的车辆内饰FEA模型内建立钣金件和内饰件两两之间装配间隙处的异响节点副

在有限元分析软件HYPERMESH中建立车辆的内饰FEA模型，并在钣金件和内饰件两两之间的装配间隙处的两个节点建立异响节点副作为考量撞击异响的最小组合单元，并在同一个异响节点副中节点之间建立笛卡尔局部坐标系，将该坐标系的Z轴沿着异响节点副中的两个节点连线，同时将该异响节点副中的两个节点间的参考坐标系设定为所建立的笛卡尔局部坐标系。由于同一钣金件上设置的内饰件可能并不只有一个，所以将两个不同内饰件分别标记为内饰件A和内饰件B。其中，异响节点副是由一个钣金件上的网格节点和一个内饰件上的网格节点组成，或者异响节点副是由一个内饰件A上的网格节点和一个内饰件B上的网格节点组成，且异响节点副中的两个网格节点应为两个部件装配区域的最短距离。

S2、将车辆内饰FEA模型进行极限温度处理

将内饰FEA模型放入到温度场中进行浸泡，考察极高温和极寒两种极限温度下的内饰件结构热变形，并将该变形量作为基于异响道路谱分析的位移预载，以便精准模拟不同温度场。本实施例中将极高温定义为50～100℃，将极寒定义为-10～-50℃，但实际情况中根据实际测试部件和测试位置的不同，极高温和极寒温度值不限于上述定义。

S3、获取在不同异响道路谱下异响节点副的动力学结果，根据动力学结果自动进行异响风险等级标定

分析在不同异响道路谱下的异响节点副的动力学结果(动力学结果包括异响节点副内两个节点的相对变形量和相对加速度)，并通过异响节点副的两个网格节点在笛卡尔局部坐标系Z向的相对变形量和相对加速度对内饰撞击异响的风险进行等级标定，等级共分四级，其中一级为最高风险，为高概率事件，必须进行设计优化，四级为最低风险，即小概率事件。

风险异响等级标定时，若异响节点副内节点的相对变形量(或称相对距离)小于设计间隙(含公差带)，且异响节点副内节点对应的相对加速度小于加速度目标值，则该异响副标定为四级异响风险点，为小概率事件；若异响节点副内节点的相对变形量小于设计间隙(含公差带)，且异响节点副内节点对应的相对加速度大于等于加速度目标值，则该异响副标定为三级异响风险点，记为中概率事件；若异响节点副内节点的相对变形量大于等于设计间隙(含公差带)，且节点副内节点对应的相对加速度小于加速度目标值，则该异响副标定为二级异响风险点，记为大概率事件；若异响节点副内节点的相对变形量等于或者大于设计间隙(含公差带)，且异响节点副内节点对应的相对加速度大于加速度目标值，则该异响副标定为一级异响风险点，记为极大概率事件。其中，设计间隙为异响节点副内节点常态下的距离值，本实施例中选用车辆的设计间隙为1.4mm；加速度目标值是指异响节点副内节点间超过某一临界加速度就会发生异响的加速度，加速度目标值是根据实际测试而得，不同车型之间的加速度目标值可能并不相同。本方案中的加速度目标值为10mm/s，该加速度目标值适用于现有紧凑型SUV车型。

具体实施时，将以60℃的温度场作为极高温温度场为例，将以-30℃的温度场作为极低温温度场为例，实验步骤如下所示：

步骤一：在持续处于常温状态下的内饰FEA模型中选定一个异响节点副作为实验测试节点对，然后将该内饰FEA模型放入到60℃的极高温温度场中进行浸泡，之后分析在该极高温温度下内饰件结构热变形(即相对变形量)，并将该变形量作为基于异响道路谱分析的位移预载。在分析在不同异响道路谱下的异响节点副的动力学结果时，得出在60℃的温度场中的风险示意图如图2和图3所示。

步骤二：将步骤一种加热后的内饰FEA模型从60℃的极高温温度场中取出放置到常温环境中进行自然冷却。

步骤三：当内饰FEA模型温度恢复到常温温度后，将该内饰FEA模型放入到-30℃的极寒温度场中浸泡，之后分析在该极高温温度下内饰件结构热变形(即节点对的相对距离变化)，并将该变形量作为基于异响道路谱分析的位移预载。在分析在不同异响道路谱下的异响节点副的动力学结果时，得出在-30℃的温度场中的风险示意图如图4和图5所示。

根据图2到图5可以看出，在极高温和极寒两种温度状态下，选定的异响节点副由于所处温度不一样，分析检测得到的相对形变量和相对加速度均有变化，其中，在极高温环境下选定的异响节点副被标记为二级异响风险，在极寒环境下选定的异响节点副被标记为一级异响风险，即温度对车辆内饰件是否撞击产生异响具有较大影响。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在建立的车辆内饰FEA模型内建立钣金件和内饰件两两之间装配间隙处的异响节点副；

S2：将车辆内饰FEA模型进行温度处理，将车辆内饰FEA模型进行温度处理时，进行极高温和极寒温度处理，极高温为50～100℃，极寒温度为-10～-50℃；

S3：获取在不同异响道路谱下异响节点副的动力学结果，根据动力学结果自动进行异响风险等级标定，若异响节点副内节点的相对形变量小于装配间隙，且异响节点副内节点对应的相对加速度小于加速度目标值，则该异响副标定为四级异响风险点，并将四级异响风险点记为小概率事件，若异响节点副内节点的相对形变量小于装配间隙，且异响节点副内节点对应的相对加速度大于等于加速度目标值，则该异响副标定为三级异响风险点，记为中概率事件，若异响节点副内节点的相对形变量大于等于装配间隙，且节点副内节点对应的相对加速度小于加速度目标值，则该异响副标定为二级异响风险点，记为大概率事件，若异响节点副内节点的相对形变量等于或者大于装配间隙，且异响节点副内节点对应的相对加速度大于加速度目标值，则该异响副标定为一级异响风险点，记为极大概率事件。

2.根据权利要求1所述的基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，其特征在于：在步骤S1中，异响节点副建立时，异响节点副中的两个节点为钣金件和内饰件或者内饰件和内饰件之间装配间隙处距离最近的两个节点。

3.根据权利要求2所述的基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，其特征在于：在步骤S3中，异响节点副的动力学结果获取时，将异响节点副内两个节点之间的相对形变量和装配间隙进行对比，然后获得对比结果。

4.根据权利要求3所述的基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，其特征在于：在将异响节点副中两个节点间的相对形变量和装配间隙进行对比后，将异响节点副内两个节点之间的相对加速度与预设的加速度目标值进行对比，然后获得对比结果。

5.根据权利要求4所述的基于极限温度场下的车辆内饰撞击异响风险等级标定方法，其特征在于：在步骤S2中，将车辆内饰FEA模型进行温度处理后，获取在不同温度下内饰件中异响节点副内节点的相对形变量，然后将该变形量作为异响道路谱分析的位移预载荷。

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