CN113361814A - 基于cae分析的汽车密封条异响风险预测方法 - Google Patents
基于cae分析的汽车密封条异响风险预测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113361814A CN113361814A CN202110758364.6A CN202110758364A CN113361814A CN 113361814 A CN113361814 A CN 113361814A CN 202110758364 A CN202110758364 A CN 202110758364A CN 113361814 A CN113361814 A CN 113361814A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sealing strip
- bush unit
- abnormal sound
- relative displacement
- sound risk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Marketing (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及车辆门部件分析的技术领域，具体公开了基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法，包括：在整车有限元模型中密封条所在的位置，每隔N毫米设置一个刚度等效于密封条的Bush单元；为各个Bush单元创建局部坐标系；对整车有限元模型施加设定的扭转工况，提取Bush单元两端节点相对Bush单元中心点的第一相对位移量，计算Bush单元两端节点之间的第二相对位移量，将各个Bush单元两端节点的第二相对位移量均与预设允许值进行对比分析，将第二相对位移量超过预设允许值的Bush单元所在位置作为预测的异响风险位置。采用本发明的技术方案对密封条异响风险位置的预测更加准确，且在项目开发前期排除密封条摩擦异响的风险。
Description
技术领域
本发明涉及车辆门部件分析的技术领域，特别涉及基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法。
背景技术
CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法，能够把工程(生产)的各个环节有机地组织起来，将有关的信息集成，使其生产并存与工程(产品)的整个生命周期，在NVH(噪声，振动和声振粗糙度)分析领域具有重要、广泛应用。
汽车密封条动态异响产生的原因是汽车在出现颠簸、扭曲路面上行驶时，汽车上的密封条产生摩擦滑动，引发异响产生。当前，比较常见的方法是单根密封条试验，但是单根密封条试验针对性不强，常常出现单根试验结果范围合理，装机后就出现问题的现象，导致整车阶段再去对出现的问题进行优化改进，不仅提高了成本，还拖延了项目进度，并且只能通过涂层短期改善，并不能解决问题的根本。
发明内容
为解决密封条异响风险预测的准确性差的技术问题，本发明提供基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法。
本发明基础方案如下：
基于CAE分析的密封条异响风险预测方法，依次包括以下步骤：
模型搭建步骤、在整车有限元模型中，在密封条所在的位置，每隔N毫米设置一个刚度等效于密封条的Bush单元，作为密封条的异响风险监测点；
坐标系创建步骤，为每个Bush单元创建局部坐标系；
仿真分析步骤，对整车有限元模型施加设定的扭转工况，进行扭转工况分析步骤；
扭转工况分析步骤，根据各个Bush单元两端节点在施加扭转工况前后在其局部坐标系中的坐标，提取各个Bush单元两端节点在垂直于Bush单元轴向的运动平面上相对于Bush单元中心点的第一相对位移量；计算并统计在运动平面上，Bush单元两端节点之间的第二相对位移量，将统计到的第二相对位移量均与预设允许值进行对比分析，若第二相对位移量超过预设允许值，则预测该第二相对位移量所对应的Bush单元所在位置为存在密封条异响的异响风险位置。
技术名词解释：Bush单元为Nastran(一种有限元分析软件)中使用的一种连接单元，它是一种通用的三向弹簧-阻尼器单元，可定义多至六个方向(三个平动和三个转动)的刚度和阻尼。
本方案的工作原理及优点在于：在汽车系统有限分析模型中，以每隔N毫米设置一个刚度等效于密封条的Bush单元，作为密封条的异响风险监测点。为每个Bush单元创建局部坐标系。对整车有限元模型施加扭转工况，模拟实际汽车的运动，提取Bush单元两端节点在垂直于Bush单元轴向的运动平面上相对于Bush单元中心点的第一相对位移量，计算并统计在运动平面上，Bush单元两端节点之间的第二相对位移量，将统计到的第二相对位移量均与预设允许值进行对比分析。筛选出第二相对位移量大于预设允许值的Bush单元所在的位置作为预测异响风险的发生位置。本方案通过每隔N毫米设置一个Bush单元，即模拟的密封条上具有多个异响风险监测点，从而能够比较准确的预测出密封条的可能发生异响风险的发生位置。从而根据预测结果对实际工程进行指导，在项目开发前期就发现风险，即可以从车身结构设计上去改进，降低优化改进所增加的成本。
进一步，N为30毫米到50毫米。
有益效果：这样的距离设置Bush单元，使得对异响风险位置的确定更加准确。
进一步，预设允许值为0.2毫米至0.5毫米之间。
有益效果：预设的允许值作为密封条是否出现异响风险的标准。
进一步，扭转工况为2000N*m。
有益效果：采用行业规范，便于统一进行性能评价。
进一步，仿真分析步骤中，扭转工况施加在前后螺旋簧与车身的连接处。
有益效果：采用行业规范，便于统一进行性能评价，减少修改成本。
本发明方案的有益效果为：1.不仅能够对密封条的异响风险进行预测，还能够对密封条可能发生异响风险的发生位置进行准确的预测，从而根据预测结果对实际工程进行指导，在项目开发前期就发现风险，即可以从车身结构设计上去改进，降低优化改进所增加的成本。
2.采用符合行业规范的扭转工况和扭转工况的施加位置，使得本技术方案适用更加广泛的汽车领域，便于本技术方案的推广应用。
附图说明
图1为基于CAE分析的密封条异响风险预测方法实施例的流程图；
图2为基于CAE分析的密封条异响风险预测方法实施例的模型局部示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：Bush单元1。
实施例
基于CAE分析的密封条异响风险预测方法，如附图1所示，包括以下步骤：
模型搭建步骤，如附图2所示，在整车有限元模型中，在密封条所在位置，每隔N毫米设置一个刚度等效于密封条的刚度的Bush单元1，作为密封条的异响风险监测点，其中密封条的刚度通过测试，该测试方式为工程基础试验，在此不多赘述。另外，N为30至50毫米，本实施例中N优选为30毫米；
坐标系创建步骤、为每个Bush单元1创建局部坐标系；
仿真分析步骤，对整车有限元模型施加设定的扭转工况，扭转工况为2000N*m，扭转工况的施加位置为汽车前后螺旋簧与车身的连接处，进行扭转工况分析步骤。本实施例中，扭转工况的施加方式为：便于清楚叙述，假定Bush单元1的轴向为Z方向，将车身的左右后螺旋簧约束死，螺旋簧不能动，并在前防撞梁的中间点也做约束，防止前后防撞梁在Z方向上下运动，然后向前后左右螺旋簧分别施加朝上、朝下的力，形成扭矩。
扭转工况分析步骤，根据各个Bush单元1两端节点在施加扭转工况前后在其局部坐标系中的坐标，提取各个Bush单元1两端节点在垂直于Bush单元1轴向的运动平面上相对于Bush单元1中心点的第一相对位移量；计算并统计在运动平面上，Bush单元1两端节点之间的第二相对位移量。本实施例中，若假定沿密封条长度方向为X方向，另一个方向为Y方向，即XY平面为运动方向，bush单元1两端节点相对于Bush单元1中心点在XY平面上沿X方向的第一相对位移为detaX，沿Y方向的第一相对位移量为detaY，则，Bush单元1两端节点在XY平面内的第二相对位移量为Δ＝sqrt((deta x)^2+(deta y)^2)。
将统计到的第二相对位移量均与预设允许值进行对比分析，若第二相对位移量超过预设允许值，则预测该第二相对位移量所对应的Bush单元1所在位置为存在密封条异响的异响风险位置。本实施例中的允许值是通过对实车进行扭转工况试验得到的，允许值是用激光传感器测量连接车门与车身的两侧密封条在运动平面内的相对位移量，预设允许值为0.2毫米至0.5毫米之间，本实施例中允许值优选为0.2毫米。具体的实施过程如下：
在搭建的整车有限元模型中，在密封条所在位置每隔30毫米设置一个刚度等效于密封条的刚度的Bush单元1，为每个Bush单元1创建局部坐标系，局部坐标系的XY平面为运动平面，局部坐标系的Z轴平行于Bush单元1的轴向，XY平面内的允许值为0.2毫米。
在整车有限元模型中前后螺旋簧与车身的连接处施加2000N*m的扭转工况，根据每个Bush单元1的两端节点在施加扭转工况前后在其局部坐标系中的坐标，提取各个Bush单元1两端节点在垂直于Bush单元1轴向的XY平面上相对于Bush单元1中心点的第一相对位移量；计算并统计在运动平面上，Bush单元1两端节点之间的第二相对位移量，将统计到的第二相对位移量均与预设允许值进行对比分析，其中，一个Bush单元1在X方向和Y方向的第一相对位移量分别为0.3毫米和0.4毫米，所以Bush单元1两端节点在XY平面上的第二相对位移量为Δ＝sqrt((0.3)^2+(0.4)^2)＝0.5毫米，即该Bush单元1的第二相对位移量0.5毫米超过允许值0.2毫米，则预测该Bush单元1所在位置为存在密封条异响的异响风险位置。
本方案中的密封条异响分析不仅适用于车门密封条，也适用于汽车其它地方的密封条。
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。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.基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
模型搭建步骤，在整车有限元模型中，在密封条所在的位置，每隔N毫米设置一个刚度等效于密封条的Bush单元，作为密封条的异响风险监测点；
坐标系创建步骤，为每个Bush单元创建局部坐标系；
仿真分析步骤，对整车有限元模型施加设定的扭转工况，进行扭转工况分析步骤；
扭转工况分析步骤，根据各个Bush单元两端节点在施加扭转工况前后在其局部坐标系中的坐标，提取各个Bush单元两端节点在垂直于Bush单元轴向的运动平面上相对于Bush单元中心点的第一相对位移量；计算并统计在运动平面上，Bush单元两端节点之间的第二相对位移量，将统计到的第二相对位移量均与预设允许值进行对比分析，若第二相对位移量超过预设允许值，则预测该第二相对位移量所对应的Bush单元所在位置为存在密封条异响的异响风险位置。
2.根据权利要求1所述的基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法，其特征在于：N为30毫米到50毫米。
3.根据权利要求1所述的基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法，其特征在于：预设允许值为0.2毫米至0.5毫米之间。
4.根据权利要求1所述的基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法，其特征在于：扭转工况为2000N*m。
5.根据权利要求1所述的基于CAE分析的汽车密封条异响风险预测方法，其特征在于：仿真分析步骤中，扭转工况施加在前后螺旋簧与车身的连接处。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110758364.6A CN113361814A (zh) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 基于cae分析的汽车密封条异响风险预测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110758364.6A CN113361814A (zh) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 基于cae分析的汽车密封条异响风险预测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113361814A true CN113361814A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77538249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110758364.6A Pending CN113361814A (zh) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 基于cae分析的汽车密封条异响风险预测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113361814A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109284553A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 基于cae分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法 |
| CN110188479A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-30 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种汽车撞击异响风险位置预测方法 |
| CN110263414A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-20 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种预测汽车内饰系统摩擦异响危险点的方法 |
-
2021
- 2021-07-05 CN CN202110758364.6A patent/CN113361814A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109284553A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 基于cae分析的集雨罩与前挡风玻璃摩擦异响风险评估方法 |
| CN110188479A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-30 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种汽车撞击异响风险位置预测方法 |
| CN110263414A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-20 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种预测汽车内饰系统摩擦异响危险点的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张红岩等: "基于刚度与模态的某皮卡车车架优化设计", 农业装备与车辆工程, vol. 54, no. 5, 31 May 2016 (2016-05-31), pages 59 - 63 * |
| 朱翔麟等: "汽车仪表板异响仿真优化及试验研究", 噪声与振动控, vol. 41, no. 1, 28 February 2021 (2021-02-28), pages 150 - 154 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Donders et al. | A reduced beam and joint concept modeling approach to optimize global vehicle body dynamics | |
| CN101592552B (zh) | 预测汽车后悬架多轴疲劳的方法 | |
| CN109783961A (zh) | 一种基于cae的汽车车架疲劳寿命的模拟检测方法及模拟测试系统 | |
| CN111125946B (zh) | 一种基于mdo技术的上车体结构优化方法 | |
| Łukaszewicz | Use of CAD software in the process of virtual prototyping of machinery | |
| CN104408274A (zh) | 一种基于模态频率响应的振动干涉异响的结构nvh分析方法 | |
| Lee et al. | An analytical approach for design and performance evaluation of torsion beam rear suspension | |
| Thacker et al. | Experiences during development of a dynamic crash response automobile model | |
| EP3537316A1 (en) | A method for optimizing the construction of a car body | |
| CN117077272A (zh) | 一种车桥耦合数值解预测方法 | |
| CN113361814A (zh) | 基于cae分析的汽车密封条异响风险预测方法 | |
| Rathee | Numerical modeling and simulation of friction models for mechanical systems: A brief review | |
| NL2031491B1 (en) | Risk prediction method for abnormal noise of automobile sealing strip based on cae analysis | |
| Kim et al. | Dynamic stress analysis of vehicle frame using a nonlinear finite element method | |
| KR100305835B1 (ko) | 차체의 내구력 평가 해석 방법 | |
| Ramalho et al. | Virtual pantograph-catenary environment for control development based on a co-simulation approach | |
| Alexandru | Virtual prototyping platform for designing mechanical and mechatronic systems | |
| CN111241724B (zh) | 一种宽体矿用车车架疲劳寿命预测方法 | |
| CN113255064A (zh) | 仪表板总成异响问题的预测方法及仪表板总成的设计方法 | |
| Kracht et al. | Development of a chassis model including elastic behavior for real-time applications | |
| Łukaszewicz | Testing virtual prototype of a new product in two simulation environments | |
| Gao et al. | Comparative dynamic analysis of sliding door based on LS-DYNA and ADAMS | |
| Silveira et al. | Numerical simulation of the kinematic behavior of a twist beam suspension using finite element method | |
| Krüger et al. | Multi-disciplinary simulation of vehicle system dynamics | |
| Shahhosseini et al. | Major compliance joint modelling survey for automotive body structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |