CN112896373A - 汽车发动机罩变形预测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，公开了一种汽车发动机罩变形预测方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。通过本发明的方案可提前预知变形情况，从而作出优化措施，确保生产阶段工装过程中不会因为变形过大而无法焊接沾胶的问题，节省了生产阶段优化工装产生的费用成本和时间成本。

Description

汽车发动机罩变形预测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车发动机罩变形预测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

发动机舱盖是汽车的重要部件，通常情况下发动机罩总成内外板无焊点、无沾胶、包边只做折边处理，在工装过程中总是需要将其打开，内外板会相互滑动，产生较大变形，内外板产生错位从而影响打焊点和沾胶工序。

目前，往往通过在工装过程中出现问题后才根据经验进行问题处理，这样耽误生产进度。在设计阶段没有一套系统的评估体系，无法预知生产工装过程中出现的问题，生产过程发生问题的处理方法比较被动。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种汽车发动机罩变形预测方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中无法预知生产工装过程中出现的问题，生产过程发生问题的处理方法比较被动的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种汽车发动机罩变形预测方法，所述汽车发动机罩变形预测方法包括以下步骤：

在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；

根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；

基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；

基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；

根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

可选地，所述基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型，包括：

获取所述汽车发动机罩在实际生产工装过程中的工装问题信息；

根据所述工装问题信息确定所述汽车发动机罩在工装过程中产生的变形状态信息、连接情况信息以及受力情况信息；

根据所述变形状态信息、所述连接情况信息以及所述受力情况信息确定仿真测试工况；

基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。

可选地，所述发动机罩总成模型包括：发动机罩外板、发动机罩内板、车门侧铰链、车身侧铰链、铰链加强板、锁扣加强板以及外板加强板；

所述基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，包括：

基于所述仿真测试工况控制所述发动机罩总成模型开启至预设角度，以模拟汽车发动机罩开启状态；

在所述发动机罩内板的发罩内板锁扣前端右侧拐角区域建立刚性连接，以模拟人打开汽车发动机罩时，用手掌撑住汽车发动机罩的状态；

分别建立所述发动机罩外板与所述发动机罩内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板的接触对，以模拟所述发动机罩外板与所述发动机内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板、以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板无沾胶连接的状态；

对所述发动机罩外板进行包边折弯处理，以模拟发动机罩内板和发动机罩外板包边无夹紧状态；

建立包含所述发动机罩总成模型的全部有限元网格的集合，并施加Z向的重力加速度，以模拟汽车发动机罩的受力情况；

所述车身侧铰链与所述车门侧铰链的旋转轴使用杆单元，并放开铰链旋转自由度，所述车身侧铰链的安装孔使用刚性连接，以模拟汽车发动机罩与车身的实际连接情况。

可选地，所述根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测，包括：

根据所述工装问题信息确定实测变形量；

根据所述仿真变形量和所述实测变形量进行对标，并根据对标结果确定变形量差值；

在所述变形量差值小于预设差值阈值时，根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

可选地，所述根据对标结果确定变形量差值，包括：

根据对标结果从所述仿真变形量中选取预设位置对应的目标仿真变形量，并从所述实测变形量中选取预设位置对应的目标实测变形量；

根据所述目标仿真变形量与所述目标实测变形量确定变形量差值。

可选地，所述根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测，包括：

根据所述仿真变形量进行优化仿真和工装验证，获得目标结果；

根据所述目标结果确定已优化且通过工装验证的优化方案的最大变形量作为目标值；

将所述目标值作为分析结果指标量；

根据所述分析结果指标量生成开发设计阶段的变形评价系统，并根据所述变形评价系统对所述汽车发动机罩进行变形预测。

可选地，所述预设分析算法为Abaqus非线性算法；

所述基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量，包括：

获取所述目标发动机罩总成模型中各零部件对应的目标零部件信息；

根据所述目标零部件信息确定各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息；

根据各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息通过Abaqus非线性算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种汽车发动机罩变形预测装置，所述汽车发动机罩变形预测装置包括：

信息获取模块，用于在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；

有限元建模模块，用于根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；

工况模拟模块，用于基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；

仿真变形量模块，用于基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；

变形预测模块，用于根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种汽车发动机罩变形预测设备，所述汽车发动机罩变形预测设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的汽车发动机罩变形预测程序，所述汽车发动机罩变形预测程序被处理器执行时实现如上所述的汽车发动机罩变形预测方法。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有汽车发动机罩变形预测程序，所述汽车发动机罩变形预测程序被处理器执行时实现如上所述的汽车发动机罩变形预测方法。

本发明提出的汽车发动机罩变形预测方法，通过在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。通过本发明的方案可提前预知变形情况，从而作出优化措施，确保生产阶段工装过程中不会因为变形过大而无法焊接沾胶的问题，节省了生产阶段优化工装产生的费用成本和时间成本。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的汽车发动机罩变形预测设备结构示意图；

图2为本发明汽车发动机罩变形预测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明汽车发动机罩变形预测方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明汽车发动机罩变形预测方法一实施例的发动机罩总成模型的结构示意图；

图5为本发明汽车发动机罩变形预测方法一实施例的发动机罩处于开启状态示意图；

图6为本发明汽车发动机罩变形预测方法一实施例的包边示意图；

图7为本发明汽车发动机罩变形预测方法一实施例的发动机罩连接状态示意图；

图8为本发明汽车发动机罩变形预测方法第三实施例的流程示意图；

图9为本发明汽车发动机罩变形预测装置第一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的汽车发动机罩变形预测设备结构示意图。

如图1所示，该汽车发动机罩变形预测设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如按键，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对汽车发动机罩变形预测设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及汽车发动机罩变形预测程序。

在图1所示的汽车发动机罩变形预测设备中，网络接口1004主要用于连接外网，与其他网络设备进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备，与所述用户设备进行数据通信；本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的汽车发动机罩变形预测程序，并执行本发明实施例提供的汽车发动机罩变形预测方法。

基于上述硬件结构，提出本发明汽车发动机罩变形预测方法实施例。

参照图2，图2为本发明汽车发动机罩变形预测方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述汽车发动机罩变形预测方法包括以下步骤：

步骤S10，在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息。

需要说明的是，本实施例的执行主体可为汽车发动机罩变形预测设备，例如计算机设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以汽车发动机罩变形预测设备为例进行说明。

应当理解的是，本实施例中的汽车发动机罩变形预测方法通过在开发设计阶段进行计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，CAE)仿真分析的方式，可对汽车发动机罩内外板无连接且处于开启状态下的变形情况进行预测。

可以理解的是，由于进行CAE仿真分析需要先进行建模，因此，可在开发设计阶段获取汽车发动机罩对应的零部件信息。并且由于不同类型或者型号的汽车的汽车发动机罩的信息可能存在区别，因此，为了更加准确地进行建模，与实际使用场景相符合，该步骤具体可为：在开发设计阶段，查找目标车辆对应的车辆信息，根据所述车辆信息确定所述目标车辆的汽车发送机罩对应的零部件信息。其中，目标车辆为需要进行变形预测的车辆，车辆信息可为车辆型号信息或者车辆识别码等信息，本实施例对此不作限制。

应当理解的是，汽车发动机罩是一个比较复杂的结构，其由多个零部件组成，本实施例中的零部件信息指的是汽车发动机罩包含的零部件对应的零部件信息。其中，零部件信息可包括零部件对应的零部件尺寸信息、零部件形状信息、零部件材料信息以及零部件重量信息等信息，还可包括其他零部件信息，本实施例对此不作限制。

步骤S20，根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型。

可以理解的是，在获取汽车发动机罩对应的零部件信息后，可将零部件信息输入有限元建模软件，根据零部件信息和有限元建模软件进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型。市面上常用的有限元建模软件较多，本实施例对具体的有限元建模软件不作限制，可从中任选一款有限元建模软件进行有限元建模。

应当理解的是，在该步骤中通过有限元建模生成的发动机罩总成模型为初始的模型，后续可在该初始的发动机罩总成模型的基础上进行工况模拟，以模拟汽车发动机罩的实际使用环境和使用情况，达到更好的汽车发动机罩变形预测效果。

步骤S30，基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。

应当理解的是，可根据实际生产工装过程中出现的问题明确发动机罩在工装过程中产生的变形状态、连接情况以及受力情况，根据实际问题设计相应的工况设置，并且基于发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得对应工况下的目标发动机罩总成模型。

步骤S40，基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。

应当理解的是，在生成与实际问题对应的工况下的目标发动机罩总成模型后，可基于预设分析算法计算目标发动机总成模型的仿真形变量，以用于对汽车发动机罩进行变形预测。其中，预设分析算法可为Abaqus非线性算法，还可为其他可实现相同或相似功能的算法，本实施例对此不作限制。

步骤S50，根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

可以理解的是，在开发设计阶段通过CAE仿真分析，可得到仿真变形量，通过提前预知变形量的方式可对汽车发动机进行变形预测，从而可作出优化措施，并且还可形成一套系统的设计阶段分析评估体系，确保生产阶段工装过程中不会因为变形过大而无法焊接沾胶的问题。

本实施例中通过在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。通过本实施例的方案可提前预知变形情况，从而作出优化措施，确保生产阶段工装过程中不会因为变形过大而无法焊接沾胶的问题，节省了生产阶段优化工装产生的费用成本和时间成本。

在一实施例中，如图3所示，基于第一实施例提出本发明汽车发动机罩变形预测方法第二实施例，所述步骤S30，包括：

步骤S301，获取所述汽车发动机罩在实际生产工装过程中的工装问题信息。

应当理解的是，为了更加准确地对发动机罩总成模型进行工况模拟，符合实际的使用场景，达到更好的变形预测效果，可根据实际生产工装过程中出现的问题设计相应的工况设置，以得到仿真测试工况，根据仿真测试工况进行工况模拟。

可以理解的是，可获取汽车发动机罩在实际生产工装过程中的工装信息，并根据工装信息确定与实际出现的问题对应的工装问题信息。

步骤S302，根据所述工装问题信息确定所述汽车发动机罩在工装过程中产生的变形状态信息、连接情况信息以及受力情况信息。

应当理解的是，在获得工装问题信息后，可根据工装问题信息确定发动机罩在实际工装过程中产生的变形状态对应的变形状态信息，并确定发动机罩在实际工装过程中的连接情况对应的连接情况信息，并确定发动机罩在实际工装过程中的受力情况对应的受力情况信息。

步骤S303，根据所述变形状态信息、所述连接情况信息以及所述受力情况信息确定仿真测试工况。

可以理解的是，可根据变形状态信息、连接情况信息以及受力情况信息确定设计实际问题对应的工况设置，以确定仿真测试工况。

步骤S304，基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。

应当理解的是，在确定仿真测试工况后，可基于仿真测试工况和发动机罩总成模型进行工况模拟，以对发动机罩总成模型进行调整，获得目标发动机罩总成模型。

进一步地，由于汽车发动机罩包含多个零部件，模拟生成的发动机罩总成模型也包含多个对应的零部件模型，为了更好的进行工况模拟，可分别对这些零部件模型的状态进行调整和设置。所述发动机罩总成模型包括：发动机罩外板、发动机罩内板、车门侧铰链、车身侧铰链、铰链加强板、锁扣加强板以及外板加强板；所述步骤S304，包括：

基于所述仿真测试工况控制所述发动机罩总成模型开启至预设角度，以模拟汽车发动机罩开启状态；在所述发动机罩内板的发罩内板锁扣前端右侧拐角区域建立刚性连接，以模拟人打开汽车发动机罩时，用手掌撑住汽车发动机罩的状态；

分别建立所述发动机罩外板与所述发动机罩内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板的接触对，以模拟所述发动机罩外板与所述发动机内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板、以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板无沾胶连接的状态；

对所述发动机罩外板进行包边折弯处理，以模拟发动机罩内板和发动机罩外板包边无夹紧状态；建立包含所述发动机罩总成模型的全部有限元网格的集合，并施加Z向的重力加速度，以模拟汽车发动机罩的受力情况；

所述车身侧铰链与所述车门侧铰链的旋转轴使用杆单元，并放开铰链旋转自由度，所述车身侧铰链的安装孔使用刚性连接，以模拟汽车发动机罩与车身的实际连接情况。

在具体实现中，如图4所示，图4为发动机罩总成模型的结构示意图。本实施例中的发动机罩总成模型包括：发动机罩外板、发动机罩内板、车门侧铰链、车身侧铰链、铰链加强板、锁扣加强板以及外板加强板。应当理解的是，发动机罩总成模型除了可包括上述这些零部件外，根据实际情况还可包含更多或者更少的零部件，本实施例对此不作限制。

需要说明的是，本实施例中的预设角度可由技术人员根据实际情况进行设置，例如，可将预设角度设置为46°，还可设置为其他角度，本实施例对此不作限制。如图5所示，图5为发动机罩处于开启状态示意图，可基于仿真测试工况控制发动机罩总成模型开启至46°，以模拟汽车发动机罩开启状态。可在发动机罩内板的发罩内板锁扣前端右侧拐角区域建立刚性连接，具体可为：在发动机罩内板的发罩内板锁扣前端右侧拐角区域建立50*50mm^2的RBE2，同时约束此RBE2主节点的6个自由度，模拟人打开时手掌撑住时的状态。

应当理解的是，可分别建立发动机罩外板与发动机罩内板、发动机罩外板与铰链加强板、发动机罩外板与外板加强板以及发动机罩外板与锁扣加强板的接触对，其中，接触对可为surface to surface，摩擦系数可为0.15，接触对还可为其他设置，摩擦系数也可设置为其他数值，本实施例对此不作限制。通过上述设置，可模拟发动机罩外板分别与发动机罩内板、铰链加强板以及外板加强板无沾胶连接的状态。

应当理解的是，如图6所示，图6为包边示意图，可对所述发动机罩外板进行包边折弯处理，以模拟实际的发动机罩内板和发动机罩外板包边无夹紧状态，其中，除了图6所示的包边方式外，还可为其他包边方式，本实施例对此不作限制。还可建立包含发动机罩总成模型的全部有限元网格的集合，并施加Z向的重力加速度，具体可为：建立set，包含发动机罩总成的全部有限元网格，施加Z向的-1g重力加速度，以模拟汽车发动机罩的受力情况，其中，除了可将重力加速度设置为-1g外，还可设置为其他数值，本实施例对此不作限制。

应当理解的是，如图7所示，图7为发动机罩连接状态示意图，车身侧铰链与车门侧铰链的旋转轴使用杆单元，即rod单元，放开铰链旋转自由度。车身侧铰链安装孔使用RBE2连接，且约束6个自由度，并且，铰链加强板与发动机罩内板焊点连接，锁扣加强板与发动机罩内板焊点连接，外板加强板撑脚与内板焊接点连接，以模拟汽车发动机罩与车身的实际连接情况。本实施例中，通过上述模拟设置，可得到与发动机罩的实际状态比较接近的仿真模型，进而再基于该仿真模型进行分析，以形成变形评价系统，从而可解决工装过程中内外板出现相互滑动，产生较大变形，内外板产生错位从而影响打焊点和沾胶工序的问题。

进一步地，为了减小误差，提高变形预测的精确度，所述根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测，包括：

根据所述工装问题信息确定实测变形量；根据所述仿真变形量和所述实测变形量进行对标，并根据对标结果确定变形量差值；在所述变形量差值小于预设差值阈值时，根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

应当理解的是，可根据工装问题信息确定实测变形量，根据仿真变形量和实测变形量进行对标，以确定变形量差值。并且，为了使得数据更加准确，可量取与实测位置一致的仿真变形量与实测变形量进行对标。具体可为：在得到对标结果后，可从仿真变形量中选取预设位置对应的目标仿真变形量，并从实测变形量中选取预设位置对应的目标实测变形量，其中，两个预设位置为发动机机罩上的同一位置，可根据实际情况进行选取，本实施例对此不作限制。

可以理解的是，在确定目标仿真变形量和目标实测变形量后，可根据目标仿真变形量和目标实测变形量进行对标，以确定变形量差值。然后，可将变形量差值与预设差值阈值进行比较，以判断仿真变形量与测试变形量是否相近，其中，预设差值阈值可根据实际情况进行设置，本实施例对此不作限制。

在具体实现中，例如，在变形量差值小于预设差值阈值时，说明仿真变形量与测试变形量相近，则仿真设计的仿真测试工况与实际工况贴近，能真实反映实际工装过程中出现的问题；而在变形量差值大于等于预设差值阈值时，说明同一位置下仿真变形量与实测变形量相差较大，仿真测试工况不能真实反映实际工作工程中出现的问题，则需要重新根据实际工况来修改设计仿真测试工况，返回执行根据所述变形状态信息、所述连接情况信息以及所述受力情况信息确定仿真测试工况的步骤。

本实施例中通过获取所述汽车发动机罩在实际生产工装过程中的工装问题信息；根据所述工装问题信息确定所述汽车发动机罩在工装过程中产生的变形状态信息、连接情况信息以及受力情况信息；根据所述变形状态信息、所述连接情况信息以及所述受力情况信息确定仿真测试工况；基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。从而根据实际生产工装过程中出现的问题设计相应的仿真测试工况，进行工况模拟的步骤，提高了工况模拟的准确性，进而提高了后续确定仿真变形量以及进行变形预测的准确性。

在一实施例中，如图8所示，基于第一实施例或第二实施例提出本发明汽车发动机罩变形预测方法第三实施例，在本实施例中，基于第一实施例进行说明，所述步骤S50，包括：

步骤S501，根据所述仿真变形量进行优化仿真和工装验证，获得目标结果。

应当理解的是，在得到仿真变形量后，可由技术人员根据仿真变形量分别进行优化仿真和工装验证，获得目标结果。其中，目标结果为优化仿真和工装验证的结果，优化仿真和工装验证的次数可为一次，也可为多次，本实施例对此不作限制。

步骤S502，根据所述目标结果确定已优化且通过工装验证的优化方案的最大变形量作为目标值。

可以理解的是，在目标结果为已进行优化且通过工装验证时，可将已优化且通过工装验证的优化方案作为目标优化方案，确定目标优化方案对应的变形量，并将目标优化方案中的最大变形量作为目标值。

步骤S503，将所述目标值作为分析结果指标量。

可以理解的是，可将通过上述步骤确定的目标值作为分析结果指标量，用于后续的变形预测。

步骤S504，根据所述分析结果指标量生成开发设计阶段的变形评价系统，并根据所述变形评价系统对所述汽车发动机罩进行变形预测。

可以理解的是，可根据分析结果指标量形成完整的分析及评价标准，在此车型的开发设计阶段形变形评价系统，根据变形评价系统对汽车发动机罩进行变形预测。通过本实施例的方案，可在开发设计阶段提前分析发动机罩在内外板无任何连接，包边只做折弯处理，且开启状态下，预测内外板滑动变形量。通过本实施例的方案只需要投入较少的时间成本，就可高效、低成本预知实际工装过程中出现的问题，避免后续实际生产阶段工装出现问题反复进行整改带来的经济和时间消耗的损失。而且还可通过设置不同的仿真测试工况，从而进行多个虚拟优化方案，提供尽可能多的优化方案在生产前进行优选，从而可避免出现问题后再进行实物优选。

进一步地，所述预设分析算法为Abaqus非线性算法；所述步骤S40包括：

获取所述目标发动机罩总成模型中各零部件对应的目标零部件信息；根据所述目标零部件信息确定各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息；根据各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息通过Abaqus非线性算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。

应当理解的是，为了达到更好的仿真变形量计算效果，本实施例的预设分析算法优选为Abaqus非线性算法，基于Abaqus非线性算法计算得出目标发动机罩总成模型在此状态下的仿真变形量。可获取各零部件对应的目标零部件信息，根据目标零部件信息确定各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息，进而可根据各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息通过Abaqus非线性算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。其中，可基于Abaqus非线性算法，将参数设置为Analysis type:static；NIgeom：yes，还可为其他参数设置，本实施例对此不作限制。

本实施例中通过根据所述仿真变形量进行优化仿真和工装验证，获得目标结果；根据所述目标结果确定已优化且通过工装验证的优化方案的最大变形量作为目标值；将所述目标值作为分析结果指标量；根据所述分析结果指标量生成开发设计阶段的变形评价系统，并根据所述变形评价系统对所述汽车发动机罩进行变形预测。只需要投入较少的时间成本，就可高效、低成本预知实际工装过程中出现的问题，避免后续实际生产阶段工装出现问题反复进行整改带来的经济和时间消耗的损失。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有汽车发动机罩变形预测程序，所述汽车发动机罩变形预测程序被处理器执行时实现如上文所述的汽车发动机罩变形预测方法的步骤。

由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，参照图9，本发明实施例还提出一种汽车发动机罩变形预测装置，所述汽车发动机罩变形预测装置包括：

信息获取模块10，用于在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息。

应当理解的是，本实施例中的汽车发动机罩变形预测方法通过在开发设计阶段进行计算机辅助工程(Computer Aided Engineering，CAE)仿真分析的方式，可对汽车发动机罩内外板无连接且处于开启状态下的变形情况进行预测。

可以理解的是，由于进行CAE仿真分析需要先进行建模，因此，可在开发设计阶段获取汽车发动机罩对应的零部件信息。并且由于不同类型或者型号的汽车的汽车发动机罩的信息可能存在区别，因此，为了更加准确地进行建模，与实际使用场景相符合，该步骤具体可为：在开发设计阶段，查找目标车辆对应的车辆信息，根据所述车辆信息确定所述目标车辆的汽车发送机罩对应的零部件信息。其中，目标车辆为需要进行变形预测的车辆，车辆信息可为车辆型号信息或者车辆识别码等信息，本实施例对此不作限制。

应当理解的是，汽车发动机罩是一个比较复杂的结构，其由多个零部件组成，本实施例中的零部件信息指的是汽车发动机罩包含的零部件对应的零部件信息。其中，零部件信息可包括零部件对应的零部件尺寸信息、零部件形状信息、零部件材料信息以及零部件重量信息等信息，还可包括其他零部件信息，本实施例对此不作限制。

有限元建模模块20，用于根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型。

可以理解的是，在获取汽车发动机罩对应的零部件信息后，可将零部件信息输入有限元建模软件，根据零部件信息和有限元建模软件进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型。市面上常用的有限元建模软件较多，本实施例对具体的有限元建模软件不作限制，可从中任选一款有限元建模软件进行有限元建模。

应当理解的是，在该步骤中通过有限元建模生成的发动机罩总成模型为初始的模型，后续可在该初始的发动机罩总成模型的基础上进行工况模拟，以模拟汽车发动机罩的实际使用环境和使用情况，达到更好的汽车发动机罩变形预测效果。

工况模拟模块30，用于基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。

应当理解的是，可根据实际生产工装过程中出现的问题明确发动机罩在工装过程中产生的变形状态、连接情况以及受力情况，根据实际问题设计相应的工况设置，并且基于发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得对应工况下的目标发动机罩总成模型。

仿真变形量模块40，用于基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。

应当理解的是，在生成与实际问题对应的工况下的目标发动机罩总成模型后，可基于预设分析算法计算目标发动机总成模型的仿真形变量，以用于对汽车发动机罩进行变形预测。其中，预设分析算法可为Abaqus非线性算法，还可为其他可实现相同或相似功能的算法，本实施例对此不作限制。

变形预测模块50，用于根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

可以理解的是，在开发设计阶段通过CAE仿真分析，可得到仿真变形量，通过提前预知变形量的方式可对汽车发动机进行变形预测，从而可作出优化措施，并且还可形成一套系统的设计阶段分析评估体系，确保生产阶段工装过程中不会因为变形过大而无法焊接沾胶的问题。

本实施例中通过在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。通过本实施例的方案可提前预知变形情况，从而作出优化措施，确保生产阶段工装过程中不会因为变形过大而无法焊接沾胶的问题，节省了生产阶段优化工装产生的费用成本和时间成本。

在一实施例中，所述工况模拟模块30，还用于获取所述汽车发动机罩在实际生产工装过程中的工装问题信息；根据所述工装问题信息确定所述汽车发动机罩在工装过程中产生的变形状态信息、连接情况信息以及受力情况信息；根据所述变形状态信息、所述连接情况信息以及所述受力情况信息确定仿真测试工况；基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。

在一实施例中，所述发动机罩总成模型包括：发动机罩外板、发动机罩内板、车门侧铰链、车身侧铰链、铰链加强板、锁扣加强板以及外板加强板；所述工况模拟模块30，还用于基于所述仿真测试工况控制所述发动机罩总成模型开启至预设角度，以模拟汽车发动机罩开启状态；在所述发动机罩内板的发罩内板锁扣前端右侧拐角区域建立刚性连接，以模拟人打开汽车发动机罩时，用手掌撑住汽车发动机罩的状态；分别建立所述发动机罩外板与所述发动机罩内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板的接触对，以模拟所述发动机罩外板与所述发动机内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板、以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板无沾胶连接的状态；对所述发动机罩外板进行包边折弯处理，以模拟发动机罩内板和发动机罩外板包边无夹紧状态；建立包含所述发动机罩总成模型的全部有限元网格的集合，并施加Z向的重力加速度，以模拟汽车发动机罩的受力情况；所述车身侧铰链与所述车门侧铰链的旋转轴使用杆单元，并放开铰链旋转自由度，所述车身侧铰链的安装孔使用刚性连接，以模拟汽车发动机罩与车身的实际连接情况。

在一实施例中，所述工况模拟模块30，还用于根据所述工装问题信息确定实测变形量；根据所述仿真变形量和所述实测变形量进行对标，并根据对标结果确定变形量差值；在所述变形量差值小于预设差值阈值时，根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

在一实施例中，所述工况模拟模块30，还用于根据对标结果从所述仿真变形量中选取预设位置对应的目标仿真变形量，并从所述实测变形量中选取预设位置对应的目标实测变形量；根据所述目标仿真变形量与所述目标实测变形量确定变形量差值。

在一实施例中，所述变形预测模块50，还用于根据所述仿真变形量进行优化仿真和工装验证，获得目标结果；根据所述目标结果确定已优化且通过工装验证的优化方案的最大变形量作为目标值；将所述目标值作为分析结果指标量；根据所述分析结果指标量生成开发设计阶段的变形评价系统，并根据所述变形评价系统对所述汽车发动机罩进行变形预测。

在一实施例中，所述预设分析算法为Abaqus非线性算法；所述仿真变形量模块40，还用于获取所述目标发动机罩总成模型中各零部件对应的目标零部件信息；根据所述目标零部件信息确定各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息；根据各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息通过Abaqus非线性算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。

在本发明所述汽车发动机罩变形预测装置的其他实施例或具体实现方法可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该估算机软件产品存储在如上所述的一个估算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台智能设备(可以是手机，估算机，汽车发动机罩变形预测设备，或者网络汽车发动机罩变形预测设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述汽车发动机罩变形预测方法包括以下步骤：

在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；

根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；

基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；

基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；

根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

2.如权利要求1所述的汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型，包括：

获取所述汽车发动机罩在实际生产工装过程中的工装问题信息；

根据所述工装问题信息确定所述汽车发动机罩在工装过程中产生的变形状态信息、连接情况信息以及受力情况信息；

根据所述变形状态信息、所述连接情况信息以及所述受力情况信息确定仿真测试工况；

基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型。

3.如权利要求2所述的汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述发动机罩总成模型包括：发动机罩外板、发动机罩内板、车门侧铰链、车身侧铰链、铰链加强板、锁扣加强板以及外板加强板；

所述基于所述仿真测试工况和所述发动机罩总成模型进行工况模拟，包括：

基于所述仿真测试工况控制所述发动机罩总成模型开启至预设角度，以模拟汽车发动机罩开启状态；

在所述发动机罩内板的发罩内板锁扣前端右侧拐角区域建立刚性连接，以模拟人打开汽车发动机罩时，用手掌撑住汽车发动机罩的状态；

分别建立所述发动机罩外板与所述发动机罩内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板的接触对，以模拟所述发动机罩外板与所述发动机内板、所述发动机罩外板与所述铰链加强板、所述发动机罩外板与所述外板加强板、以及所述发动机罩外板与所述锁扣加强板无沾胶连接的状态；

对所述发动机罩外板进行包边折弯处理，以模拟发动机罩内板和发动机罩外板包边无夹紧状态；

建立包含所述发动机罩总成模型的全部有限元网格的集合，并施加Z向的重力加速度，以模拟汽车发动机罩的受力情况；

所述车身侧铰链与所述车门侧铰链的旋转轴使用杆单元，并放开铰链旋转自由度，所述车身侧铰链的安装孔使用刚性连接，以模拟汽车发动机罩与车身的实际连接情况。

4.如权利要求2所述的汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测，包括：

根据所述工装问题信息确定实测变形量；

根据所述仿真变形量和所述实测变形量进行对标，并根据对标结果确定变形量差值；

在所述变形量差值小于预设差值阈值时，根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

5.如权利要求4所述的汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述根据对标结果确定变形量差值，包括：

根据对标结果从所述仿真变形量中选取预设位置对应的目标仿真变形量，并从所述实测变形量中选取预设位置对应的目标实测变形量；

根据所述目标仿真变形量与所述目标实测变形量确定变形量差值。

6.如权利要求1～5中任一项所述的汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测，包括：

根据所述仿真变形量进行优化仿真和工装验证，获得目标结果；

根据所述目标结果确定已优化且通过工装验证的优化方案的最大变形量作为目标值；

将所述目标值作为分析结果指标量；

根据所述分析结果指标量生成开发设计阶段的变形评价系统，并根据所述变形评价系统对所述汽车发动机罩进行变形预测。

7.如权利要求1～5中任一项所述的汽车发动机罩变形预测方法，其特征在于，所述预设分析算法为Abaqus非线性算法；

所述基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量，包括：

获取所述目标发动机罩总成模型中各零部件对应的目标零部件信息；

根据所述目标零部件信息确定各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息；

根据各零部件对应的材料应力-应变曲线非线性信息、几何非线性信息以及接触非线性信息通过Abaqus非线性算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量。

8.一种汽车发动机罩变形预测装置，其特征在于，所述汽车发动机罩变形预测装置包括：

信息获取模块，用于在开发设计阶段，获取汽车发动机罩对应的零部件信息；

有限元建模模块，用于根据所述零部件信息进行有限元建模，以生成发动机罩总成模型；

工况模拟模块，用于基于所述发动机罩总成模型进行工况模拟，以获得目标发动机罩总成模型；

仿真变形量模块，用于基于预设分析算法计算所述目标发动机罩总成模型的仿真变形量；

变形预测模块，用于根据所述仿真变形量对所述汽车发动机罩进行变形预测。

9.一种汽车发动机罩变形预测设备，其特征在于，所述汽车发动机罩变形预测设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的汽车发动机罩变形预测程序，所述汽车发动机罩变形预测程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的汽车发动机罩变形预测方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有汽车发动机罩变形预测程序，所述汽车发动机罩变形预测程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的汽车发动机罩变形预测方法。

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