CN111209699A - 一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法及系统，利用数据模块置备悬架静载荷提取所需数据，并编制静载荷工况表；利用静载荷工况表格信息构建静载荷悬架模型，并检查悬架模型提取静载荷的设置是否正确；将置备数据及悬架模型导入处理模块内，利用输出模块输出静载荷计算结果；检查所述静载荷计算结果，分析判断检查的所述静载荷计算结果是否正确，并将其全部归档。本发明通过载荷批处理文件和仿真命令流结合的策略，高效准确的提取悬架静载荷、解决现有技术中车辆悬架静载荷的提取方法工作繁琐且容易出错、导致降低输出载荷的效率和精确度的缺陷，极大地提高了车辆结构有限元分析静载荷输入的效率，有效地缩短了车辆的研发周期。

Description

一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法及系统。

背景技术

车辆悬架静载荷提取通常指通过动力学软件复现并计算出车辆在实际某些极限行驶工况下车辆零部件的受力情况，即输出底盘件及车身连接点处所承受的载荷(三个方向的力及三个方向的力矩)。在车辆开发过程中，大致可分为预研、样车(骡子车、工装样车等)阶段，在不同的研发阶段将会涉及到车辆结构硬点、橡胶衬套等弹性见参数以及零部件结构等的改动，这些参数的变化会影响车辆结构的受力情况。因此需要对车辆研发的不同阶段进行车辆进行静载荷提取以支撑车辆底盘和车身结构的静强度分析、疲劳分析等，确保车辆结构的安全可靠。

传统静载荷提取方法主要以以下方式进行:以人工手动的方式在动力学软件中(主要是Adams)输入每个工况定义的参数并进行仿真计算；每次计算一个工况直至完成全部工况计算；以建立ruquest方式在后处理中逐一将对应零部件的硬点提取到excel表中。但是，有限元分析的静载荷分为力和力矩，每一个硬点的载荷在空间上又分为X、Y、Z三个方向的总计6个参数(这6个参数分别为FX、FY、FZ、MX、MY、MZ)；车辆静载荷的工况少则十几个工况，多则几十个工况；从后处理的Requests逐一提取到Excel表中，然后再以人工手动的方式加载，每更新一次静载荷都需要输入上百次甚至上千次的重复操作，导致工作繁琐且容易出错；而且，读取和填写都容易出现人为的错误，从而降低了输出载荷的效率和精确度。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法及系统，极大地提高了车辆结构有限元分析静载荷输入的效率，有效地缩短了车辆的研发周期。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：利用数据模块置备悬架静载荷提取所需数据，并编制所述静载荷工况表；利用所述静载荷工况表格信息构建静载荷悬架模型，并检查所述悬架模型提取所述静载荷的设置是否正确；将所述置备数据及所述悬架模型导入处理模块内，利用输出模块输出所述静载荷计算结果；检查所述静载荷计算结果，分析判断检查的所述静载荷计算结果是否正确，并将其全部归档。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的一种优选方案，其中：置备所述悬架静载荷提取所需数据包括前后悬架的所述静载荷工况表、仿真命令流文件以及载荷批处理文件。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的一种优选方案，其中：定义车辆所述静载荷提取工况，并编制所述静载荷工况表；将所述静载荷工况表内的输入部分粘贴到批处理文件中，编制所述静载荷批处理文件；根据代码，编写所述静载荷输入及输出命令流文件。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的一种优选方案，其中：利用所述悬架静载荷相关动力学参数和所述静载荷工况表格信息构建所述静载荷悬架模型；检查确认所述静载荷悬架模型零部件之间的联系关系；判定所述静载荷悬架模型硬点与maker点的设置关系是否正确。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的一种优选方案，其中：启动所述处理模块，并依次执行file-import-cmd；导入cmd命令流文件、所述静载荷工况表、所述静载荷批处理文件以及所述悬架模型；所述处理模块自动调用icf文件，并模拟仿真所有工况信息。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的一种优选方案，其中：所述模拟仿真结束后，导入所述静载荷输入及输出命令流文件，利用所述输出模块一次性输出所述静载荷计算结果。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的一种优选方案，其中：检查并判断车轮受力大小方向和零部件受力点数目、大小、方向，分析检查判断的正确性，若所述分析的结果正确，则将输出的所述静载荷文件归档，并填写归档表。

作为本发明所述的一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取系统的一种优选方案，其中：数据模块，包括编制单元，通过定义完成的所述车辆静载荷提取工况，所述编制单元编制所述静载荷工况表，并利用所述静载荷工况表内的输入部分粘贴到批处理文件中，再编制所述静载荷批处理文件，根据代码，所述编制单元编写所述静载荷输入及输出命令流文件；处理模块，包括模拟单元、计算单元，所述模拟单元模拟仿真导入的所述悬架模型，并启动所述计算单元对仿真的所述静载荷工况进行计算处理，获得提取的所述静载荷计算结果数据；输出模块与所述处理模块相连，所述输出模块将所述静载荷计算结果从所述处理模块内输出，并触发所述计算单元再次对所述静载荷计算结果分析处理，所述输出模块再次输出计算结果，并转化为最终提取的所述静载荷文件。

本发明的有益效果：本发明通过载荷批处理文件和仿真命令流结合的策略，高效准确的提取悬架静载荷、解决现有技术中车辆悬架静载荷的提取方法工作繁琐且容易出错、导致降低输出载荷的效率和精确度的缺陷，极大地提高了车辆结构有限元分析静载荷输入的效率，有效地缩短了车辆的研发周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的流程示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的又一种流程示意图；

图3为本发明第一个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的静载荷提取工况表示意图；

图4为本发明第一个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的载荷批处理文件示意图；

图5为本发明第一个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的仿真输入cmd文件示意图；

图6为本发明第一个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法的仿真输出cmd文件示意图；

图7为本发明第二个实施例所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取系统的模块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

车辆静载荷的工况较为复杂，从后处理的Requests逐一提取到Excel表中，然后再以人工手动的方式加载，每更新一次静载荷都需要输入上百次甚至上千次的重复操作，工作繁琐且容易出错，从而降低了输出载荷的效率和精确度。本发明采用载荷批处理文件和仿真命令流结合的策略，高效准确的提取悬架静载荷、解决现有技术中车辆悬架静载荷的提取方法工作繁琐且容易出错、导致降低输出载荷的效率和精确度的缺陷。

参照图1～图6，为本发明的第一个实施例，提供了一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，包括以下步骤：

S1：利用数据模块100置备悬架静载荷提取所需数据，并编制静载荷工况表。其中需要说明的是，参照图3和图4，置备悬架静载荷提取所需数据具体包括：

定义车辆静载荷提取工况，并编制静载荷工况表；

将静载荷工况表内的输入部分粘贴到批处理文件中，编制静载荷批处理文件；

根据代码，编写静载荷输入及输出命令流文件。

S2：利用静载荷工况表格信息构建静载荷悬架模型，并检查悬架模型提取静载荷的设置是否正确。本步骤需要说明的是，构建静载荷悬架模型包括：

利用悬架静载荷相关动力学参数和静载荷工况表格信息构建静载荷悬架模型；

检查确认静载荷悬架模型零部件之间的联系关系；

判定静载荷悬架模型硬点与maker点的设置关系是否正确。

S3：将置备数据及悬架模型导入处理模块200内，利用输出模块300输出静载荷计算结果。其中还需要说明的是，参照图5和图6，导入置备数据及悬架模型具体包括：

启动处理模块200，并依次执行file-import-cmd；

导入cmd命令流文件、静载荷工况表、静载荷批处理文件以及悬架模型；

处理模块200自动调用icf文件，并模拟仿真所有工况信息；

模拟仿真结束后，导入静载荷输入及输出命令流文件，利用输出模块300一次性输出静载荷计算结果。

S4：检查所述静载荷计算结果，分析判断检查的所述静载荷计算结果是否正确，并将其全部归档。本步骤还需要说明的是，包括：

检查并判断车轮受力大小方向和零部件受力点数目、大小、方向；

分析检查判断的正确性，若所述分析的结果正确，则将输出的所述静载荷文件归档，并填写归档表。

较佳的，传统的人工手动提取静载荷方法是利用动力学软件，手动输入每个工况定义的参数进行仿真模拟计算，依次进行，直至全部工况完成计算，并建立ruquest策略在后处理中逐一将对应零部件的硬点提取到excel表中；例如，有限元分析的静载荷分为力和力矩，每一个硬点的载荷在空间上又分为X、Y、Z三个方向的总计6个参数(这6个参数分别为FX、FY、FZ、MX、MY、MZ)，车辆静载荷的工况少则十几个工况，多则几十个工况，从后处理的Requests逐一提取到Excel表中，然后再以人工手动的方式加载，每更新一次静载荷都需要输入上百次甚至上千次的重复操作，导致工作繁琐且容易出错；而本发明方法采用载荷批处理文件和仿真命令流结合的策略，实现自动化提取、编写cmd文件和lcf文件并提交至仿真软件(adams)进行自动计算，并输出结果数据，后期研发即可根据结果数据进行对比研究；相较于传统方法，本发明方法不仅高效准确的提取悬架静载荷，还解决了传统方法中车辆悬架静载荷人工提取工作繁琐且易出错的问题，极大地提高了车辆结构有限元分析静载荷输入的效率，有效地缩短了车辆的研发周期。

优选的是，本发明方法通过构建静载荷悬架模型进行仿真模拟，并输出计算结果，获得提取出的静载荷计算结果，通过检查车轮受力情况，初步判断提取的静载荷结果是否正确(车轮的受力是静载荷计算的输入条件)，若输出的计算结果与检查的车轮受力输入数据相同，则提取的静载荷计算结果是正确的，再将其记录归档。为了对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例以传统手动方法和采用本发明自动化方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果；传统手动提取静载荷方法不仅工作繁琐，且所耗时间较长，极易出现错漏，为验证本方法方法相对传统方法具有较高提取效率、较短的提取时间、较简便的工作流程，本实施例中将采用传统手动提取方法和本发明方法分别对仿真车辆的悬架静载荷提取时间进行实时测量对比。测试结果如下表所示：

表1：提取载荷时间对比表。

关键步骤	传统手动方法(时间)	本发明自动化方法(时间)
			编写仿真工况文件	30分钟	30分钟
设置工况参数、提交计算	60分钟	5分钟
			输出静载荷计算结果	120分钟	120分钟
处理静载荷计算结果	120分钟	/

由表1能够看出，传统手动方法在设置工况参数提交计算这一步骤中，需根据逐个工况输入参数、依次提交计算，所需时间较多，而本发明方法在此步骤中只需导入cmd文件，即可自动完成工况设置及仿真过程，仅需5分钟便可完成；处理静载荷计算结果时，本发明方法是不需进行此步骤的，在仿真计算静载荷时便已对其进行保存处理，而传统的手动方法需要将每个部件所有工况的静载荷计算结果合并到一个文件中，修改硬点编辑，耗时2个小时，若工况越多，耗时越多；通过此测试数据，再次验证了本发明方法相较于传统手动方法更具有高效率的优点，且自动化的提取过程不仅减少了工作流程，缓解了人工劳动的压力，还避免了人为疏漏造成的失误，增大了提取数据的准确率，缩短了研发周期。

实施例2

参照图7，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是提供了一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取系统，包括数据模块100、处理模块200、输出模块300，数据模块100包括编制单元101，通过定义完成的车辆静载荷提取工况，编制单元101编制静载荷工况表，并利用静载荷工况表内的输入部分粘贴到批处理文件中，再编制静载荷批处理文件，根据代码，编制单元101编写静载荷输入及输出命令流文件；处理模块200，包括模拟单元201、计算单元202，模拟单元201模拟仿真导入的悬架模型，并启动计算单元202对仿真的静载荷工况进行计算处理，获得提取的静载荷计算结果数据；输出模块300与处理模块200相连，输出模块300将静载荷计算结果从处理模块200内输出，并触发计算单元202再次对静载荷计算结果分析处理，输出模块300再次输出计算结果，并转化为最终提取的静载荷文件。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：包括，

利用数据模块(100)置备悬架静载荷提取所需数据，并编制所述静载荷工况表；

利用所述静载荷工况表格信息构建静载荷悬架模型，并检查所述悬架模型提取所述静载荷的设置是否正确；

将所述置备数据及所述悬架模型导入处理模块(200)内，利用输出模块(300)输出所述静载荷计算结果；

检查所述静载荷计算结果，分析判断检查的所述静载荷计算结果是否正确，并将其全部归档。

2.如权利要求1所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：包括，

置备所述悬架静载荷提取所需数据包括前后悬架的所述静载荷工况表、仿真命令流文件以及载荷批处理文件。

3.如权利要求1或2所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：置备所述悬架静载荷提取所需数据具体包括，

定义车辆所述静载荷提取工况，并编制所述静载荷工况表；

将所述静载荷工况表内的输入部分粘贴到批处理文件中，编制所述静载荷批处理文件；

根据代码，编写所述静载荷输入及输出命令流文件。

4.如权利要求3所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：包括，

利用所述悬架静载荷相关动力学参数和所述静载荷工况表格信息构建所述静载荷悬架模型；

检查确认所述静载荷悬架模型零部件之间的联系关系；

判定所述静载荷悬架模型硬点与maker点的设置关系是否正确。

5.如权利要求1或4所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：导入所述置备数据及所述悬架模型具体包括，

启动所述处理模块(200)，并依次执行file-import-cmd；

导入cmd命令流文件、所述静载荷工况表、所述静载荷批处理文件以及所述悬架模型；

所述处理模块(200)自动调用icf文件，并模拟仿真所有工况信息。

6.如权利要求5所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：所述模拟仿真完成后还包括，

所述模拟仿真结束后，导入所述静载荷输入及输出命令流文件，利用所述输出模块(300)一次性输出所述静载荷计算结果。

7.如权利要求1或6所述的基于车辆悬架静载荷的自动化提取方法，其特征在于：包括，

检查并判断车轮受力大小方向和零部件受力点数目、大小、方向，分析检查判断的正确性，若所述分析的结果正确，则将输出的所述静载荷文件归档，并填写归档表。

8.一种基于车辆悬架静载荷的自动化提取系统，其特征在于：包括，

数据模块(100)，包括编制单元(101)，通过定义完成的所述车辆静载荷提取工况，所述编制单元(101)编制所述静载荷工况表，并利用所述静载荷工况表内的输入部分粘贴到批处理文件中，再编制所述静载荷批处理文件，根据代码，所述编制单元(101)编写所述静载荷输入及输出命令流文件；

处理模块(200)，包括模拟单元(201)、计算单元(202)，所述模拟单元(201)模拟仿真导入的所述悬架模型，并启动所述计算单元(202)对仿真的所述静载荷工况进行计算处理，获得提取的所述静载荷计算结果数据；

输出模块(300)与所述处理模块(200)相连，所述输出模块(300)将所述静载荷计算结果从所述处理模块(200)内输出，并触发所述计算单元(202)再次对所述静载荷计算结果分析处理，所述输出模块(300)再次输出计算结果，并转化为最终提取的所述静载荷文件。

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