CN113343363A - 车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置 - Google Patents

车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置，涉及汽车制造技术领域，该方法包括以下步骤：对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；进行受力模拟加载，计算获得车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；进行模拟摩擦测试，获得车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元的最小黏滑异响位移变化情况；基于车门密封条切向变形量以及最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。本申请通过动力学计算车身的激励力，利用有限元计算密封条的变形量，结合车门密封条与车身油漆面的摩擦测试，对密封条的摩擦异响风险进行预测，从而进行针对性改善。

Description

车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置
技术领域
本申请涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置。
背景技术
车辆异响作为消费者最关注的汽车品质之一，受到了各大主机厂的重点关注。异响主要是由于单个零件共振，两个或者多个相邻部件的表面产生了摩擦或者撞击而发出非正常的、没有规律的声音。其中，车门密封条摩擦异响问题是各大主机厂所面临的共同难题，其产生原因受车身扭转刚度、密封条截面设计、涂层选择等多种因素影响，机理复杂。
目前，针对密封条异响问题，普遍采用实车道路评价及测试进行问题识别，再对车体结构或密封条本体进行优化，后再次实车道路评价进行效果验证，其周期长，成本高，且面临实车阶段对车体的修改成本和周期过大的问题。此外，问题识别过程中精准定位存在异响的密封条段较为繁琐，密封条截面或涂层优化也具有一定盲目性，增加了改善的难度。
针对上述现有技术现状的不足，需要一种新的车门密封条摩擦异响风险预测，以满足当前测试需求。
发明内容
本申请提供一种车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置，通过动力学计算车身的激励力，利用有限元计算密封条的变形量，结合车门密封条与车身油漆面的摩擦测试，对密封条的摩擦异响风险进行预测，从而进行针对性改善。
第一方面，本申请提供了一种车门密封条异响风险预测方法，所述方法包括以下步骤：
利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
利用所述第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算所述车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得所述车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得所述车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同所述模拟压力和不同所述相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
基于所述车门密封条切向变形量以及所述最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
具体的，所述利用所述第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算所述车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得所述车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量中：
所述车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量包括X轴相对形变量、Y轴相对形变量以及Z轴相对形变量；
所述车门密封条模型中各密封条单元中，根据所述X轴相对形变量以及所述Y轴相对形变量计算获得对应的密封条切向变形量。
具体的，使用第一公式计算所述密封条切向变形量，所述第一公式为：
Figure BDA0003142494730000031
其中，
Δ为所述密封条切向变形量，ΔX为所述X轴相对形变量，ΔY为所述Y轴相对形变量。
具体的，所述基于所述密封条切向变形量以及所述最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定，包括以下步骤：
在任一所述模拟压力以及任一所述相对移动速度下，对应的所述最小黏滑异响位移变化情况的最小黏滑异响位移变化值不小于所述密封条切向变形量，则判定对应的所述模拟压力以及所述相对移动速度下存在异响风险。
具体的，所述车身有限元模型包括所述车身结构模型、前后风挡模型、托架及内饰总成模型以及车门密封条模型；
所述车门密封条模型的建模方向与实际所受的压缩力方向相同；
所述车门密封条模型的各密封条单元的按照预设间隔距离分布在所述车门密封条模型的密封条安装面上。
第二方面，本申请提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面提及的车门密封条异响风险预测方法。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面提及的车门密封条异响风险预测方法。
第四方面，本申请提供了一种车门密封条异响风险预测装置，该装置包括：
受力分析模块，其用于利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
形变分析模块，其用于利用所述第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算所述车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得所述车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
位移模拟模块，其用于在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得所述车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同所述模拟压力和不同所述相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
异响判定模块，其用于基于所述密封条切向变形量以及所述最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
具体的，所述车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量包括X轴相对形变量、Y轴相对形变量以及Z轴相对形变量；
所述形变分析模块还用于对应所述车门密封条模型中各密封条单元，根据所述X轴相对形变量以及所述Y轴相对形变量计算获得对应的密封条切向变形量。
进一步的，所述异响判定模块还用于在任一所述模拟压力以及任一所述相对移动速度下，对应的所述最小黏滑异响位移变化情况的最小黏滑异响位移变化值不小于所述密封条切向变形量，则判定对应的所述模拟压力以及所述相对移动速度下存在异响风险。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请通过动力学计算车身的激励力，利用有限元计算密封条的变形量，结合车门密封条与车身油漆面的摩擦测试，对密封条的摩擦异响风险进行预测，从而进行针对性改善。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请实施例中提供的车门密封条异响风险预测方法的步骤流程图；
图2为本申请实施例中提供的车门密封条异响风险预测方法中车门密封条模型中的密封条单元的建模示意图；
图3为本申请实施例中提供的车门密封条异响风险预测方法中密封条变形量与最小黏滑位移对比示意图；
图4为本申请实施例中提供的车门密封条异响风险预测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
本申请实施例提供一种车门密封条异响风险预测方法、存储介质、设备及装置，通过动力学计算车身的激励力，利用有限元计算密封条的变形量，结合车门密封条与车身油漆面的摩擦测试，对密封条的摩擦异响风险进行预测，从而进行针对性改善。
为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：
一种车门密封条异响风险预测方法，车门密封条异响风险预测方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
S2、利用第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
S3、在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同模拟压力和不同相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
S4、基于车门密封条切向变形量以及最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
第一方面，参见图1～3所示，本申请实施例提供一种车门密封条异响风险预测方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
S2、利用第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
S3、在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同模拟压力和不同相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
S4、基于车门密封条切向变形量以及最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
本申请实施例旨在对车门密封条摩擦异响风险进行预测，以便在项目开发初期较为准确的预测车门密封条与车身油漆之间的摩擦异响风险。
车辆上的密封条主要用于车门门扇门框、侧面车窗、前后档风玻璃、发动机盖和行李箱盖上，起到防水、防尘、隔音、隔温、减震、装饰等领作用；
车门密封条材料一般采用三元乙丙橡(EPDM)作为主要原料，其表面有通过高温将溶剂蒸发形成的致密、紧固且完整的固体树脂薄膜，膜厚一般为7～20μm，在路面激励下，尤其是扭转激励，车身会产生扭转变形，车门与车门框之间会产生相对位移，当位移较大时，密封条涂层与车身油漆面会产生黏滑现象，发出摩擦异响；
因此，通过分析路面激励下车门与车门框之间的变形量，结合密封条与车身油漆面的摩擦测试得到发生异响的最小位移，通过二者数据对比可预测密封条异响风险，也可以根据分析结果对风险进行优化。
需要说明的是，如图2所示，密封条单元，即仿真建模中的Cbush单元，是弹性单元类型，可用于模拟密封条，可以理解为在仿真建模中，车门密封条模型包括多个密封条单元。
本申请实施例在进行风险预测时的基本原理如下：
车门密封条位于车门与车门框之间，可装在车门或者车门框上。静止状态下其表面与车门或车门框接触并存在一定压缩负荷，当车辆受外部激励导致车门与车门框产生相对位移，密封条根部随着车门或车门框变形，其顶部与车门框或者车门间由于摩擦力存在而保持静止，当变形量增加，密封条上的应力大于最大静摩擦力时，密封条顶部产生瞬间滑动，释放能量和噪声，此时密封条顶部和底盘的相对位移量称之为最小黏滑异响位移。
本申请实施例在具体实施时，具体操作流程如下：
第一步、建立目标车辆的整车模型和用于进行道路行驶模拟的道路模型；
基于多体动力学原理，通过Adams软件建立完备的整车多体动力学模型及道路模型，整车多体动力学模型即整车模型；
该整车模型包括前后悬架、轮胎、转向器、动力总成和车身等总成，而道路模型采用3D建模的方式，复刻试验场道路的建造参数和特征；
车身模型可以通过质量块代替来进行简化处理，其重量和重心位置可以通过车身数模或实测获得；
路面模型除采用实测试验场道路进行建模，还可通过标准路面生成软件建立虚拟路面；如某模拟扭转路面，其波长为2700mm，峰峰值为20mm。
第二步，计算车身与底盘各连接点受力；
在Adams软件中计算整车模型以一定速度经过路面模型时，车身与底盘各连接点，如减振器安装点、三角臂安装点等的受力分析结果；
本申请实施例中选取扭转路面作为路面模型，后续分析皆基于该路面模型进行；
车身各连接点的受力直接影响车身变形量，选择计算受力使车身变形最大的时刻作为后续输入参考；其中，
本申请实施例中作为激励路面的路面模型为扭转路面，各点受力基本呈周期性变化，以整车四个左右、前后轮胎与道路接触面处于最大差值时计算的结果作为后续仿真输入，必要时，也可根据需要计算一段时间内的变形曲线。
第三步，建立车身有限元模型；
在Hypermesh中建立目标车辆的车身有限元模型，该车身有限元模型包括车身结构、前后风挡、托架和内饰总成等部件；其中，
车门密封条模型采用密封条单元进行建模，并赋予实际的刚度值。
另外，密封条的建模方向与实际所受的主要压缩力方向相同，每个密封条单元均间隔一定距离a，均布在有限元模型的密封条安装面上；
其中，密封条的刚度值可通过截取长度a的密封条段然后通过压缩负荷试验获得。
第四步，受力加载并计算车门位移；
在Hypermesh中，在车身与底盘各连接点上按照第二步的计算结果进行施加激励力，依次把所有连接点添加完毕；
将车身有限元模型中的前后防撞梁中间点的空间6自由度进行约束，计算此工况下的车门与车门框之间的相对变形量，并输出车门密封条模型在XYZ三向的相对变形量ΔX、ΔY、ΔZ，然后计算密封条切向变形量Δ，将每个密封条单元的ΔY和Δ计算整理，得到密封条不同位置的变形规律；
密封条切向变形量可计算为
Figure BDA0003142494730000101
第五步，密封条和车身油漆面摩擦测试；
结合密封条设计参数，截取长度为a的密封条段，通过在车门密封条和油漆面施加一定的模拟压力FN，在不同的相对移动速度V相对下，测试最小黏滑异响位移Δs，通过组合不同正压力FN和相对移动速度下V相对的结果，可得到Δs与FN和V相对之间的关系，即获得车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同模拟压力和不同相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
另外，必要时摩擦测试可进一步考虑增加温度和湿度等影响因素。
第六步，黏滑异响风险预测；
根据车门标准设计状态下的密封条压缩值，结合上述仿真结果中各密封条单元的ΔY的变化情况，计算得到密封条单元的实际压缩量，并根据实际压缩量计算各密封条单元的实际压缩力；
再结合车辆行驶速度、路面激励特征和密封条切向变形量Δ，计算车门和车体间的相对运动速度，得到实际压缩力和相对运动速度后，根据第五步中的试验可以得到各密封条单元在不同压力和速度下的最小黏滑异响位移Δs；
进而比较Δs与Δ的大小，若Δs≥Δ，无异响风险，若Δs＜Δ，存在异响风险，且随着二者差值越大，异响风险等级越高，依次将每个密封条单元的Δ与Δs进行比较，判断摩擦异响可能产生的局部区域。
另外，必要时，可根据零部件设计尺寸公差，加入装配制造导致的密封条压缩量的变动范围，再计算最小黏滑异响位移Δs的范围，可增加设计冗余度，确保异响风险预测的可靠性。
其中，本申请实施例中，车门密封条的局部截面形状产生变化，其刚度也有明显增加，使得实际压缩力会产生较大的变化，使得该局部区域的最小黏滑位移Δs下降明显，在该区域出现了较大的风险。
第七步，车门密封条异响问题优化；
识别密封条摩擦异响风险区域后，可针对性进行改善，可通过提升整车/车门的整体或局部刚性，降低扭转变形量，进而将Δ降低至Δs以下；
也可通过优化密封条截面形状，进而改善密封条受力，从而达到增加最小黏滑位移Δs的目的；也可通过改善密封条的表面涂层，基于密封条摩擦测试，挑选使得Δs≥Δ的密封条涂层，即密封条的切向变形量Δ不超过最小黏滑位移Δs，不会产生黏滑异响；
本申请实施例中，针对车门密封条截面变更区域存在的风险，将该区域的一段密封条涂层改为动静摩擦系数差值更小，Δs足够大的涂层来改善该问题，实现了问题有效改善，同时避免盲目优化密封条全部涂层带来的高成本投入。
另外，车辆前期开发中，也可根据上述方法，从密封条涂层摩擦试验数据库中选择合理的方案或者搭配，提前识别并改善风险，并具有较高的经济型。
本申请实施例中，通过动力学计算车身的激励力，利用有限元计算密封条的变形量，结合车门密封条与车身油漆面的摩擦测试，对密封条的摩擦异响风险进行预测，从而进行针对性改善。
具体的，利用第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量中：
车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量包括X轴相对形变量、Y轴相对形变量以及Z轴相对形变量；
车门密封条模型中各密封条单元中，根据X轴相对形变量以及Y轴相对形变量计算获得对应的密封条切向变形量。
具体的，该方法使用第一公式计算密封条切向变形量，第一公式为：
Figure BDA0003142494730000121
其中，
Δ为密封条切向变形量，ΔX为X轴相对形变量，ΔY为Y轴相对形变量。
具体的，基于密封条切向变形量以及最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定，包括以下步骤：
在任一模拟压力以及任一相对移动速度下，对应的最小黏滑异响位移变化情况的最小黏滑异响位移变化值不小于密封条切向变形量，则判定对应的模拟压力以及相对移动速度下存在异响风险。
具体的，车身有限元模型包括车身结构模型、前后风挡模型、托架及内饰总成模型以及车门密封条模型；
车门密封条模型的建模方向与实际所受的压缩力方向相同；
车门密封条模型的各密封条单元的按照预设间隔距离分布在车门密封条模型的密封条安装面上。
第二方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面提及的车门密封条异响风险预测方法的步骤。
本发明实现上述第一方面提及的车门密封条异响风险预测方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
第三方面，本申请实施例提供一种车门密封条异响风险预测设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面提及的车门密封条异响风险预测方法的步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
第四方面，参见图4所示，本申请实施例提供一种车门密封条异响风险预测装置，其基于第一方面提及的车门密封条异响风险预测方法，该装置包括：
受力分析模块，其用于利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
形变分析模块，其用于利用第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
位移模拟模块，其用于在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同模拟压力和不同相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
异响判定模块，其用于基于密封条切向变形量以及最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
需要说明的是，该装置还包括模型建立模块，其用于建立目标车辆的整车模型、所述整车模型对应的车身有限元模型以及用于进行行驶模拟的道路模型。
本申请实施例旨在对车门密封条摩擦异响风险进行预测，以便在项目开发初期较为准确的预测车门密封条与车身油漆之间的摩擦异响风险。
车辆上的密封条主要用于车门门扇门框、侧面车窗、前后档风玻璃、发动机盖和行李箱盖上，起到防水、防尘、隔音、隔温、减震、装饰等领作用；
车门密封条材料一般采用三元乙丙橡(EPDM)作为主要原料，其表面有通过高温将溶剂蒸发形成的致密、紧固且完整的固体树脂薄膜，膜厚一般为7～20μm，在路面激励下，尤其是扭转激励，车身会产生扭转变形，车门与车门框之间会产生相对位移，当位移较大时，密封条涂层与车身油漆面会产生黏滑现象，发出摩擦异响；
因此，通过分析路面激励下车门与车门框之间的变形量，结合密封条与车身油漆面的摩擦测试得到发生异响的最小位移，通过二者数据对比可预测密封条异响风险，也可以根据分析结果对风险进行优化。
本申请实施例在进行风险预测时的基本原理如下：
车门密封条位于车门与车门框之间，可装在车门或者车门框上。静止状态下其表面与车门或车门框接触并存在一定压缩负荷，当车辆受外部激励导致车门与车门框产生相对位移，密封条根部随着车门或车门框变形，其顶部与车门框或者车门间由于摩擦力存在而保持静止，当变形量增加，密封条上的应力大于最大静摩擦力时，密封条顶部产生瞬间滑动，释放能量和噪声，此时密封条顶部和底盘的相对位移量称之为最小黏滑异响位移。
本申请实施例在具体实施时，具体操作流程如下：
第一步、建立目标车辆的整车模型和用于进行道路行驶模拟的道路模型；
基于多体动力学原理，通过Adams软件建立完备的整车多体动力学模型及道路模型，整车多体动力学模型即整车模型；
该整车模型包括前后悬架、轮胎、转向器、动力总成和车身等总成，而道路模型采用3D建模的方式，复刻试验场道路的建造参数和特征；
车身模型可以通过质量块代替来进行简化处理，其重量和重心位置可以通过车身数模或实测获得；
路面模型除采用实测试验场道路进行建模，还可通过标准路面生成软件建立虚拟路面；如某模拟扭转路面，其波长为2700mm，峰峰值为20mm。
第二步，计算车身与底盘各连接点受力；
在Adams软件中计算整车模型以一定速度经过路面模型时，车身与底盘各连接点，如减振器安装点、三角臂安装点等的受力分析结果；
本申请实施例中选取扭转路面作为路面模型，后续分析皆基于该路面模型进行；
车身各连接点的受力直接影响车身变形量，选择计算受力使车身变形最大的时刻作为后续输入参考；其中，
本申请实施例中作为激励路面的路面模型为扭转路面，各点受力基本呈周期性变化，以整车四个左右、前后轮胎与道路接触面处于最大差值时计算的结果作为后续仿真输入，必要时，也可根据需要计算一段时间内的变形曲线。
第三步，建立车身有限元模型；
在Hypermesh中建立目标车辆的车身有限元模型，该车身有限元模型包括车身结构、前后风挡、托架和内饰总成等部件；其中，
车门密封条模型采用密封条单元进行建模，并赋予实际的刚度值。
另外，密封条的建模方向与实际所受的主要压缩力方向相同，每个密封条单元均间隔一定距离a，均布在有限元模型的密封条安装面上；
其中，密封条的刚度值可通过截取长度a的密封条段然后通过压缩负荷试验获得。
第四步，受力加载并计算车门位移；
在Hypermesh中，在车身与底盘各连接点上按照第二步的计算结果进行施加激励力，依次把所有连接点添加完毕；
将车身有限元模型中的前后防撞梁中间点的空间6自由度进行约束，计算此工况下的车门与车门框之间的相对变形量，并输出车门密封条模型在XYZ三向的相对变形量ΔX、ΔY、ΔZ，然后计算密封条切向变形量Δ，将每个密封条单元的ΔY和Δ计算整理，得到密封条不同位置的变形规律；
密封条切向变形量可计算为
Figure BDA0003142494730000171
第五步，密封条和车身油漆面摩擦测试；
结合密封条设计参数，截取长度为a的密封条段，通过在车门密封条和油漆面施加一定的模拟压力FN，在不同的相对移动速度V相对下，测试最小黏滑异响位移Δs，通过组合不同正压力FN和相对移动速度下V相对的结果，可得到Δs与FN和V相对之间的关系，即获得车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同模拟压力和不同相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
另外，必要时摩擦测试可进一步考虑增加温度和湿度等影响因素。
第六步，黏滑异响风险预测；
根据车门标准设计状态下的密封条压缩值，结合上述仿真结果中各密封条单元的ΔY的变化情况，计算得到密封条单元的实际压缩量，并根据实际压缩量计算各密封条单元的实际压缩力；
再结合车辆行驶速度、路面激励特征和密封条切向变形量Δ，计算车门和车体间的相对运动速度，得到实际压缩力和相对运动速度后，根据第五步中的试验可以得到各密封条单元在不同压力和速度下的最小黏滑异响位移Δs；
进而比较Δs与Δ的大小，若Δs≥Δ，无异响风险，若Δs＜Δ，存在异响风险，且随着二者差值越大，异响风险等级越高，依次将每个密封条单元的Δ与Δs进行比较，判断摩擦异响可能产生的局部区域。
另外，必要时，可根据零部件设计尺寸公差，加入装配制造导致的密封条压缩量的变动范围，再计算最小黏滑异响位移Δs的范围，可增加设计冗余度，确保异响风险预测的可靠性。
其中，本申请实施例中，车门密封条的局部截面形状产生变化，其刚度也有明显增加，使得实际压缩力会产生较大的变化，使得该局部区域的最小黏滑位移Δs下降明显，在该区域出现了较大的风险。
第七步，车门密封条异响问题优化；
识别密封条摩擦异响风险区域后，可针对性进行改善，可通过提升整车/车门的整体或局部刚性，降低扭转变形量，进而将Δ降低至Δs以下；
也可通过优化密封条截面形状，进而改善密封条受力，从而达到增加最小黏滑位移Δs的目的；也可通过改善密封条的表面涂层，基于密封条摩擦测试，挑选使得Δs≥Δ的密封条涂层，即密封条的切向变形量Δ不超过最小黏滑位移Δs，不会产生黏滑异响；
本申请实施例中，针对车门密封条截面变更区域存在的风险，将该区域的一段密封条涂层改为动静摩擦系数差值更小，Δs足够大的涂层来改善该问题，实现了问题有效改善，同时避免盲目优化密封条全部涂层带来的高成本投入。
另外，车辆前期开发中，也可根据上述方法，从密封条涂层摩擦试验数据库中选择合理的方案或者搭配，提前识别并改善风险，并具有较高的经济型。
本申请实施例中，通过动力学计算车身的激励力，利用有限元计算密封条的变形量，结合车门密封条与车身油漆面的摩擦测试，对密封条的摩擦异响风险进行预测，从而进行针对性改善。
具体的，车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量包括X轴相对形变量、Y轴相对形变量以及Z轴相对形变量；
形变分析模块还用于对应车门密封条模型中各密封条单元，根据X轴相对形变量以及Y轴相对形变量计算获得对应的密封条切向变形量。
进一步的，异响判定模块还用于在任一模拟压力以及任一相对移动速度下，对应的最小黏滑异响位移变化情况的最小黏滑异响位移变化值不小于密封条切向变形量，则判定对应的模拟压力以及相对移动速度下存在异响风险。
具体的，车身有限元模型包括车身结构模型、前后风挡模型、托架及内饰总成模型以及车门密封条模型；
车门密封条模型的建模方向与实际所受的压缩力方向相同；
车门密封条模型的各密封条单元的按照预设间隔距离分布在车门密封条模型的密封条安装面上。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车门密封条异响风险预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
利用所述第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算所述车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得所述车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得所述车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同所述模拟压力和不同所述相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
基于所述车门密封条切向变形量以及所述最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
2.如权利要求1所述的车门密封条异响风险预测方法，其特征在于，所述利用所述第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算所述车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得所述车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量中：
所述车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量包括X轴相对形变量、Y轴相对形变量以及Z轴相对形变量；
所述车门密封条模型中各密封条单元中，根据所述X轴相对形变量以及所述Y轴相对形变量计算获得对应的密封条切向变形量。
3.如权利要求2所述的车门密封条异响风险预测方法，其特征在于，使用第一公式计算所述密封条切向变形量，所述第一公式为：
Figure FDA0003142494720000021
其中，
Δ为所述密封条切向变形量，ΔX为所述X轴相对形变量，ΔY为所述Y轴相对形变量。
4.如权利要求1所述的车门密封条异响风险预测方法，其特征在于，所述基于所述密封条切向变形量以及所述最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定，包括以下步骤：
在任一所述模拟压力以及任一所述相对移动速度下，对应的所述最小黏滑异响位移变化情况的最小黏滑异响位移变化值不小于所述密封条切向变形量，则判定对应的所述模拟压力以及所述相对移动速度下存在异响风险。
5.如权利要求1所述的车门密封条异响风险预测方法，其特征在于：
所述车身有限元模型包括所述车身结构模型、前后风挡模型、托架及内饰总成模型以及车门密封条模型；
所述车门密封条模型的建模方向与实际所受的压缩力方向相同；
所述车门密封条模型的各密封条单元的按照预设间隔距离分布在所述车门密封条模型的密封条安装面上。
6.一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
7.一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种车门密封条异响风险预测装置，其特征在于，所述装置包括：
受力分析模块，其用于利用预设的道路模型进行模拟行驶，对预设的整车模型中车身与底盘的连接点进行受力分析，获得使得车身产生最大形变时的第一受力情况；
形变分析模块，其用于利用所述第一受力情况对预设的车身有限元模型进行受力模拟加载，计算所述车身有限元模型中车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量，进而计算获得所述车门密封条模型中各密封条单元的密封条切向变形量；
位移模拟模块，其用于在不同的相对移动速度下，对车门密封条与车身油漆面施加模拟压力进行模拟摩擦测试，获得模拟压力、相对移动速度以及最小黏滑异响位移之间的关系，获得所述车身有限元模型中车门密封条模型中各密封条单元在不同所述模拟压力和不同所述相对移动速度下的最小黏滑异响位移变化情况；
异响判定模块，其用于基于所述密封条切向变形量以及所述最小黏滑异响位移变化情况，进行异响风险判定。
9.如权利要求8所述的车门密封条异响风险预测装置，其特征在于：
所述车门密封条模型在预设的空间直角坐标系的相对变形量包括X轴相对形变量、Y轴相对形变量以及Z轴相对形变量；
所述形变分析模块还用于对应所述车门密封条模型中各密封条单元，根据所述X轴相对形变量以及所述Y轴相对形变量计算获得对应的密封条切向变形量。
10.如权利要求8所述的车门密封条异响风险预测装置，其特征在于：
所述异响判定模块还用于在任一所述模拟压力以及任一所述相对移动速度下，对应的所述最小黏滑异响位移变化情况的最小黏滑异响位移变化值不小于所述密封条切向变形量，则判定对应的所述模拟压力以及所述相对移动速度下存在异响风险。
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