CN112733313A - 一种轮胎包络生成方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轮胎包络生成方法及装置，所述方法包括将E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型；驱动E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真；驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真；获取第一仿真和第二仿真的轮心轨迹点集和与轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集；根据轮心轨迹点集和与轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。通过本发明，解决了轮胎与周边间隙评估不准，必须加大轮胎与周边间隙以保证运动不干涉，影响整车外观精致性能或牺牲后排空间问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车设计技术领域，尤其涉及一种轮胎包络生成方法及装置。
背景技术
车辆在转向时，车轮除了垂向力变化引起悬架压缩或拉伸外，同时受侧向力，轮心有一定的侧向变形及外倾角度变化，在DMU中进行轮胎包络分析，后悬下纵臂为刚体，并不能模拟悬架在侧向力加载下的侧向变形及车轮外倾角变化，导致轮胎与周边间隙评估不准，必须加大轮胎与周边间隙以保证运动不干涉，影响整车外观精致性能或牺牲后排空间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种轮胎包络生成方法及装置，用于解决轮胎与周边间隙评估不准，导致必须加大轮胎与周边间隙以保证运动不干涉，影响整车外观精致性能或牺牲后排空间的问题。
本发明提供的一种轮胎包络生成方法，所述方法包括：
将E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型；
驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真；
驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真；
获取所述第一仿真和所述第二仿真的轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集；
根据所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。
进一步地，步骤将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型据具体包括：
将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，生成所述后悬架纵臂柔性化模态文件；
使用所述后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
进一步地，步骤驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真之前还包括：
计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；
在ADAMS仿真软件中设定后轮侧倾运动工况，为所述后轮侧倾运动工况设定用于驱动所述后轮侧倾运动工况的工况文件，所述工况文件包括外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量。
进一步地，计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量公式具体包括：
Fy＝Gr*u，所述Fy为外侧车轮最大侧向力，所述Gr为预设后轴设计轴荷，所述u为轮胎最大摩擦系数；
△Z＝0.5*Gr/Kr，所述△Z为设计状态到极限转向状态后悬架压缩量，所述Kr为后悬架刚度。
进一步地，步骤驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真之后还包括：
在ADAMS仿真软件数据处理模块中查询车轮跳动量与车轮侧向力的关系表，确认所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量是否与所述车轮跳动量与车轮侧向力的关系表数据一致；
如果一致，则第二仿真结束；
如果不一致，修正所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量与所述车轮跳动量与车轮侧向力的关系表数据一致，返回步骤S13继续第二仿真。
进一步地，步骤根据所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络具体包括：
在DMU模型中以所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，生成多个轮胎包络曲面；
对所述多个轮胎包络曲面求和得到所述轮胎包络。
本发明提供的一种轮胎包络生成装置，所述装置包括：
处理单元，用于将E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型；
第一仿真单元，用于驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真；
第二仿真单元，用于驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真；
获取单元，用于获取所述第一仿真和所述第二仿真的轮心轨迹点集和轮轴轨迹点集；
形成单元，用于根据所述轮心轨迹点集和所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。
进一步地，所述处理单元具体用于：
将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，生成所述后悬架纵臂柔性化模态文件；
使用所述后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
进一步地，所述装置还包括：
计算单元，用于计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；
设定单元，用于在ADAMS仿真软件中设定后轮侧倾运动工况，为所述后轮侧倾运动工况设定用于驱动所述后轮侧倾运动工况的工况文件，所述工况文件包括外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量。
进一步地，所述形成单元具体用于：
在DMU模型中以所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，生成多个轮胎包络曲面；
对所述多个轮胎包络曲面求和得到所述轮胎包络。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，对E型多连杆后悬架纵臂柔性化处理，使得生成的E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架可以在极限拉升、极限压缩以及极限转向等工况下发生形变，对E型多连杆后悬架仿真模型进行多种极限环境下仿真，采集到轮心轨迹点集以及与轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集，然后用上述点集驱动车轮运动生成轮胎包络，可以在设计时精准地处理轮胎与周边间隙，解决了现有轮胎与周边间隙评估不准，必须加大轮胎与周边间隙以保证运动不干涉，影响整车外观精致性能或牺牲后排空间的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的轮胎包络生成方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的轮胎包络生成装置的的结构图。
图3是本发明实施例提供的后悬架纵臂柔性化模态文件的界面图。
图4是本发明实施例提供的带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型的结构效果图。
图5是本发明实施例提供的第一仿真运行的界面图。
图6是本发明实施例提供的设定后轮侧倾运动工况的界面图。
图7是本发明实施例提供的车轮跳动量与车轮侧向力的关系曲线图。
图8是本发明实施例提供的车轮总成数模的效果图。
图9是本发明实施例提供的轮胎包络的效果图。
具体实施方式
本专利中对E型多连杆后悬架纵臂柔性化，更真实地模拟获取轮胎包络，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了带侧向变形的E型多连杆轮胎包络生成方法，所述方法包括：
步骤S11、将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
具体地，所述步骤S11具体包括：
将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，生成所述后悬架纵臂柔性化模态文件；
使用所述后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
参考图3，图3展示了后悬架纵臂柔性化模态文件，经过后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成图4所示的带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
步骤S12、驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真。
需要说明的是，无论是从后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态进行仿真，还是从压缩极限状态到拉伸极限状态进行仿真均可，都能表示出轮心的轨迹点集和与轮心的轨迹点集对应的轮轴的轨迹点集；图5为第一仿真运行的界面图。
步骤S13、驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型由设计状态到极限转向状态进行第二仿真。
在所述步骤S13之前还包括：
计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；
在ADAMS仿真软件中设定后轮侧倾运动工况，为所述后轮侧倾运动工况设定用于驱动所述后轮侧倾运动工况的工况文件，所述工况文件包括外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量。
需要说明的是，第二仿真实现的是，转向过程中，最极限状态为内侧车轮离地状态，后轴荷全部转移到外侧车轮，此时可以计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量公式具体包括：
Fy＝Gr*u，所述Fy为外侧车轮最大侧向力，所述Gr为预设后轴设计轴荷，所述u为轮胎最大摩擦系数；
△Z＝0.5*Gr/Kr，所述△Z为设计状态到极限转向状态后悬架压缩量，所述Kr为后悬架刚度。
参考图6，图6为设定后轮侧倾运动工况的界面图，从图6中看到外侧车轮最大侧向力7500N，设计状态到极限转向状态后悬架压缩量为60。
在步骤S13之后，在ADAMS仿真软件数据处理模块中查询车轮跳动量与车轮侧向力的关系表，确认所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量是否与所述车轮跳动量与车轮侧向力的关系表数据一致；
如果一致，则第二仿真结束；
如果不一致，修正所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量与所述车轮跳动量与车轮侧向力的关系表数据一致，返回步骤S13继续第二仿真。
在本实施例中，车轮跳动量就是指悬架压缩量，所述外侧车轮最大侧向力为7500N，所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量为60，对应图7所示关系曲线图进行确认，侧向力和悬架压缩量在曲线关系图上，因此第二仿真结束了，该步骤用于检查步骤S13中用于第二仿真的所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量数据正确性。
步骤S14、获取所述第一仿真和所述第二仿真的轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集。
需要说明的是，所述轮心轨迹点集和所述轮轴轨迹点集从ADAMS仿真软件中采集，所述轮心轨迹点集和所述轮轴轨迹点集充分考虑了轮胎侧向力影响下的后悬架侧向柔性变形，比起刚性纵臂仿真更真实模拟轮胎的运动包络；后悬架侧向变形计算如下：
△y＝Fy/Ky，所述△y为后悬架侧向柔性变形，Fy外侧车轮最大侧向力，所述Ky为后悬架侧向刚度。
步骤S15、根据所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。
具体地，在DMU模型中以所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，生成多个轮胎包络曲面；
对所述多个轮胎包络曲面求和得到所述轮胎包络。
图8所示为车轮总成数模，经过所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，形成了图9所示的轮胎包络。
如图2所示，本发明实施例提供了带侧向变形的E型多连杆轮胎包络生成装置，所述装置包括：
处理单元21，用于将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型；
第一仿真单元22，用于驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真；
第二仿真单元23，用于驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真；
获取单元24，用于获取所述第一仿真和所述第二仿真的轮心轨迹点集和轮轴轨迹点集；
形成单元25，用于根据所述轮心轨迹点集和所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。
进一步地，所述处理单元21具体用于：
将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，生成所述后悬架纵臂柔性化模态文件；
使用所述后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
进一步地，所述装置还包括：
计算单元，用于计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；
设定单元，用于在ADAMS仿真软件中设定后轮侧倾运动工况，为所述后轮侧倾运动工况设定用于驱动所述后轮侧倾运动工况的工况文件，所述工况文件包括外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量。
进一步地，所述形成单元25具体用于：
在DMU模型中以所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，生成多个轮胎包络曲面；
对所述多个轮胎包络曲面求和得到所述轮胎包络。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，对E型多连杆后悬架纵臂柔性化处理，使得生成的E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架可以在极限拉升、极限压缩以及极限转向等工况下发生形变，对E型多连杆后悬架仿真模型进行多种极限环境下仿真，采集到轮心轨迹点集以及与轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集，然后用上述点集驱动车轮运动生成轮胎包络，可以在设计时精准地处理轮胎与周边间隙，解决了现有轮胎与周边间隙评估不准，必须加大轮胎与周边间隙以保证运动不干涉，影响整车外观精致性能或牺牲后排空间的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种轮胎包络生成方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S11、将E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型；
步骤S12、驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真；
步骤S13、驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真；
步骤S14、获取所述第一仿真和所述第二仿真的轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的轮轴轨迹点集；
步骤S15、根据所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：
将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，生成所述后悬架纵臂柔性化模态文件；
使用所述后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S13之前还包括：
计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；
在ADAMS仿真软件中设定后轮侧倾运动工况，为所述后轮侧倾运动工况设定用于驱动所述后轮侧倾运动工况的工况文件，所述工况文件包括外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量公式具体包括：
Fy＝Gr*u，所述Fy为外侧车轮最大侧向力，所述Gr为预设后轴设计轴荷，所述u为轮胎最大摩擦系数；
△Z＝0.5*Gr/Kr，所述△Z为设计状态到极限转向状态后悬架压缩量，所述Kr为后悬架刚度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S13之后还包括：
在ADAMS仿真软件数据处理模块中查询车轮跳动量与车轮侧向力的关系表，确认所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量是否与所述车轮跳动量与车轮侧向力的关系表数据一致；
如果一致，则第二仿真结束；
如果不一致，修正所述外侧车轮最大侧向力、所述设计状态到极限转向状态后悬架压缩量与所述车轮跳动量与车轮侧向力的关系表数据一致，返回步骤S13继续第二仿真。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S15具体包括：
在DMU模型中以所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，生成多个轮胎包络曲面；
对所述多个轮胎包络曲面求和得到所述轮胎包络。
7.一种轮胎包络生成装置，其特征在于，所述装置包括：
处理单元，用于将E型多连杆后悬架纵臂柔性化，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型；
第一仿真单元，用于驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架在拉伸极限状态到压缩极限状态之间进行第一仿真；
第二仿真单元，用于驱动所述E型多连杆后悬架仿真模型的后悬架由设计状态到极限转向状态进行第二仿真；
获取单元，用于获取所述第一仿真和所述第二仿真的轮心轨迹点集和轮轴轨迹点集；
形成单元，用于根据所述轮心轨迹点集和所述轮轴轨迹点集，驱动车轮总成数模生成轮胎包络。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
将所述E型多连杆后悬架纵臂柔性化，生成所述后悬架纵臂柔性化模态文件；
使用所述后悬架纵臂柔性化模态文件替换后悬架纵臂刚性化模态文件，形成带柔性纵臂的E型多连杆后悬架仿真模型。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
计算单元，用于计算外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量；
设定单元，用于在ADAMS仿真软件中设定后轮侧倾运动工况，为所述后轮侧倾运动工况设定用于驱动所述后轮侧倾运动工况的工况文件，所述工况文件包括外侧车轮最大侧向力和设计状态到极限转向状态后悬架压缩量。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述形成单元具体用于：
在DMU模型中以所述轮心轨迹点集和与所述轮心轨迹点集对应的所述轮轴轨迹点集驱动轮胎运动，生成多个轮胎包络曲面；
对所述多个轮胎包络曲面求和得到所述轮胎包络。
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| CN104216755A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-17 | 广州汽车集团股份有限公司 | 对汽车前转向轮运动轨迹进行仿真以及制作包络面的方法 |
| CN104866639A (zh) * | 2014-02-25 | 2015-08-26 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种获得汽车转向系统阻力的方法及装置 |
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| CN113640018A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-12 | 恒大新能源汽车投资控股集团有限公司 | 一种汽车轮胎包络验证方法、试验台及存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |