CN110188479A - 一种汽车撞击异响风险位置预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车异响仿真分析技术领域，具体涉及一种汽车撞击异响风险位置预测方法，包括如下步骤：S1：在汽车系统有限元分析模型中内饰件边缘和钣金件边缘配合的区域内标注节点并组成节点对；S2：在路谱激励下汽车系统有限元分析模型分析节点对内节点之间的相对位移，并判断节点对内节点之间的相对位移是否大于设计间隙；S3：计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度，若相对速度大于目标值速度，则判断该节点对所在位置为异响风险位置。本方案提供的方法具有计算快速、异响位置识别精准的特点。

Description

一种汽车撞击异响风险位置预测方法
技术领域
本发明涉及汽车异响仿真分析技术领域，具体涉及一种汽车撞击异响风险位置预测方法。
背景技术
异响是衡量汽车制造质量与驾乘舒适性的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。而由于装配工艺问题，现有车门系统内饰板与钣金件之间存在间隙，当汽车在不平路面行驶时，车门系统易受到外界激励，内饰件与钣金件之间会引发撞击，引起令乘员极度不舒适的撞击异响问题，因此，汽车异响问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有四分之一的故障问题是和车辆的异响问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的异响问题上，汽车市场对汽车异响的性能要求日益趋严。
如公开号为CN108009360A的中国专利文件公开了这一种分析汽车异响的方法和装置，属于汽车技术领域。该方法包括：创建零部件的目标三维模型；确定第一目标区域、第二目标区域，并在第一目标区域中确定第一基准线，在第二目标区域中确定第二基准线；在第一目标区域中选取多个碰撞节点对，在第二目标区域中选取多个摩擦节点对；在预设频率的振动的条件下，输出每个碰撞节点对中两个节点在垂直于第一基准线的方向上的距离，在预设时间段内随时间变化的碰撞关系图，每个摩擦节点对中两个节点在平行于第二基准线的方向上的距离，在预设时间段内随时间变化的摩擦关系图；确定碰撞异响易发生位置，确定摩擦异响易发生位置。该方案中通过两个节点之间距离变化关系确定异响发生位置，但是，仅仅通过两个节点之间距离变化确定异响发生位置容易导致判断失误，使得异响位置判断准确度不高。
发明内容
本发明目的在于提供一种汽车撞击异响风险位置预测方法，以提高异响位置判断的准确度。
本发明提供的基础方案为：一种汽车撞击异响风险位置预测方法，包括如下步骤：
S1：在汽车系统有限元分析模型中内饰件边缘和钣金件边缘配合的区域内标注节点并组成节点对；
S2：在路谱激励下汽车系统有限元分析模型分析节点对内节点之间的相对位移，并判断节点对内节点之间的相对位移是否大于设计间隙；
S3：计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度，若相对速度大于目标值速度，则判断该节点对所在位置为异响风险位置。
本发明的优点在于：
本方案还对节点对之间的相对速度进行判断，判断节点对之间的相对速度是否大于目标值速度，进而将节点对内节点之间相对速度大于目标值速度的节点对位置为异响风险位置。与现有只通过节点对节点之间的相对位置变化判断异响风险位置相比，本方案中还通过节点对内节点之间的相对速度来判断异响发生风险位置，能有效增加风险位置判断准确性。比如，只通过节点对内节点之间相对位置变化判断异响风险位置时，节点对内节点相对位置变化了，但是节点对内节点之间相对速度很小，这样的话其异响发生风险便十分小，而不对节点对内节点之间的相对速度进行判断，则在判断节点对内节点相对位移变化时就极可能将该节点对所在位置误判断为具有较高异响发生风险。
进一步，在S2中，分析节点对内节点间相对位移时，在路谱激励下汽车系统有限元分析模型预设频率段内对节点对内节点之间的相对位移进行分析。
由于汽车撞击异响的频率主要为低频成分，本方案中通过预设频率段的方式限制输入激励频率。
进一步，在S3中，计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度时，在路谱激励下汽车系统有限元分析模型预设频率段内计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度。
由于汽车撞击异响的频率主要为低频成分，本方案中通过预设频率段的方式限制输入激励频率。
进一步，在进行节点对内相对位移和相对速度判断时，预设频率段为10-100Hz。
由于汽车发生撞击异响的激励频率主要为低频成分，本方案中10-100Hz的激励频率能覆盖绝大多数引起撞击异响的激励频率。
进一步，在S1中，节点对组成时，将钣金件上节点距离内饰件上最近的节点之间组成节点对。
本方案中将钣金件上节点距离内饰件上最近的节点组成节点对，便于计算两者之间的相对位移和相对速度。
附图说明
图1为本发明实施例中汽车撞击异响风险位置预测方法的流程图；
图2为本发明实施例中车门系统内钣金件与内饰件边缘配合区域中节点对相对位移结果与设计间隙对比的示意图；
图3为本发明实施例中车门系统内钣金件与内饰件边缘配合区域中节点对相对速度与目标速度对比的示意图。
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，一种汽车撞击异响风险位置预测方法，其适用于汽车整体异响风险位置预测，本实施例中以车门系统为例对该方法进行阐述，该方法包括如下步骤：
S1：选定车门系统有限元件模型(对于汽车整体时，需要建立汽车系统有限元分析模型)中内饰件边缘与钣金件配合的区域，在该区域的内饰件网格和钣金件网格上各选择多组节点组成节点对，在节点对之间创建PLOT单元和局部坐标系。其中，内饰件包括车门内侧的内扣手、扶手、玻璃升降开关、上弧板本体、嵌饰板、扬声器面板、门护板本体等，在节点设定时，节点按照内饰件形状围绕在内饰件和钣金件配合区域形成节点组。节点组内相邻两个节点之间的间距可以一致，也可以将相邻两个节点之间的间距随机设置，本实施例中优选节点组内各相邻节点之间距离一致，如：内饰件上的节点组内各节点均匀分布在内饰件和钣金件配合区域。另外，组成节点对时，将钣金件上节点组中节点距离对应内饰件节点组中节点最近的两个节点组成一个节点对。使用时，本实施例中优选钣金件和内饰件上的节点一一对应，且节点对之间的连线垂直于内饰件和钣金件，即在初始状态下，节点对之间的距离就是设计间隙。
S2：获得异响专用路谱激励下车门系统有限元分析模型预设频率段内节点对内节点的相对位移，与内饰件边缘和钣金件配合区域的设计间隙进行对比，获得相对位移大于设计间隙的节点对。计算节点对内节点之间的相对位移时，根据勾股定理进行计算节点对中两个节点之间连线长度，称该计算得出的长度为位移距离，然后将位移距离和设计间隙进行比较，当位移距离大于设计间隙时，将大于设计间隙的节点对进行标记。使用时，假设钣金件和内饰件之间原有的设计间隙为0.1mm，当测得的位移距离大于0.1mm时，将对应节点对进行标记。
S3：在所述车门系统有限元分析模型异响专用路谱激励下预设频率段范围内，计算相对位移大于设计间隙的节点对内节点的相对速度，对比节点对内节点相对速度与目标值速度，若相对速度大于目标值速度，则表示对应节点对将发生撞击异响，即该节点对所在位置被预测为撞击异响风险发生位置。
具体实施时，以使用有限元分析软件HYPERMESH进行异响风险位置判断为例。首先，在车门系统有限元分析模型中内饰件边缘与钣金件配合的区域，选取内饰件边缘网格节点并编号为101、102、103、104、105；在钣金件侧选取与内饰件边缘网格节点距离最近的节点并编号为201、202、203、204、205；将节点101与节点201作为节点对，标记为101-201，建立PLOT单元，以PLOT单元长度方向为Z方向建立局部坐标系，其余节点对以此类推。
获得异响专用路谱激励下车门系统有限元分析模型预设频率段内节点对的相对位移时，输入异响专用路面路谱，调用OPTISTRUCT求解器计算车门系统在预设频率段内节点对节点的相对位移，本实施例中预设频率段优选为10-100Hz。如图2所示(图2中横坐标为频率，单位为Hz，纵坐标为相对位移，单位为mm)，将节点对内节点的相对位移结果与设计间隙做对比，可以得到相对位移大于设计间隙的节点对为101-201、104-204、105-205(附图2中并没有标记出哪一条输出线表示101-201、104-204或者105-205，但是可以看出图2中有三条输出线高于设计间隙)。
在车门系统有限元分析模型异响专用路谱激励下预设频率段范围内，计算相对位移大于设计间隙对应节点对内节点的相对速度时，输入异响专用路面路谱，调用OPTISTRUCT求解器计算车门系统在预设频率段内节点对101-201、104-204、105-205的相对速度，优选地，上述预设频率段为10-100Hz。如图3所示(图3中横坐标为频率，单位为Hz，纵坐标为速度，单位为mm/s)，将节点对内节点相对速度与目标值进行对比时，其中节点对104-204的相对速度小于8mm/s，无撞击异响发生风险。节点对101-201、105-205相对速度大于8mm/s，存在撞击异响风险。具体实施时，目标值速度是根据实际测试而得，不同车型之间的目标值速度可能并不相同，本实施例中目标值速度为8mm/s，该目标值速度主要适用于紧凑型SUV车型。
由上述可知，本方案中在得到节点对相对位移与设计间隙对比结果后，没有直接判断相对位移大于设计间隙节点对存在撞击异响风险，而是进一步计算节点对的相对速度，通过相对速度来评价节点对撞击时的能量大小，进而得到撞击异响发生风险，增加了异响发生风险判断的准确性。
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)

1.一种汽车撞击异响风险位置预测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：在汽车系统有限元分析模型中内饰件边缘和钣金件边缘配合的区域内标注节点并组成节点对；
S2：在路谱激励下汽车系统有限元分析模型分析节点对内节点之间的相对位移，并判断节点对内节点之间的相对位移是否大于设计间隙；
S3：计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度，若相对速度大于目标值速度，则判断该节点对所在位置为异响风险位置。
2.根据权利要求1所述的汽车撞击异响风险位置预测方法，其特征在于：在S2中，分析节点对内节点间相对位移时，在路谱激励下汽车系统有限元分析模型预设频率段内对节点对内节点之间的相对位移进行分析。
3.根据权利要求2所述的汽车撞击异响风险位置预测方法，其特征在于：在S3中，计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度时，在路谱激励下汽车系统有限元分析模型预设频率段内计算相对位移大于设计间隙的节点对节点之间的相对速度。
4.根据权利要求3所述的汽车撞击异响风险位置预测方法，其特征在于：在进行节点对内相对位移和相对速度判断时，预设频率段为10-100Hz。
5.根据权利要求1所述的汽车撞击异响风险位置预测方法，其特征在于：在S1中，节点对组成时，将钣金件上节点距离内饰件上最近的节点之间组成节点对。
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