CN115186371A - 一种汽车制动系统线束支架强度分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种汽车制动系统线束支架强度分析方法及装置。所述汽车制动系统线束支架强度分析方法包括：获取制动系统线束支架基本信息；根据制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；根据制动线束支架静强度分析有限元模型获取应力分布信息；获取频域载荷谱数据；根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；根据应力分布信息分析汽车制动系统线束支架的静强度；根据频域载荷谱数据以及应力响应谱分析汽车制动系统线束支架的疲劳强度。本申请详细分析了线束对支架的作用；使得对制动线束支架的分析更加全面、细致、可量化，有效缩短验证周期，效率显著提高。

Description

一种汽车制动系统线束支架强度分析方法及装置

技术领域

本申请涉及汽车制动系统技术领域，具体涉及一种汽车制动系统线束支架强度分析方法以及汽车制动系统线束支架强度分析装置。

背景技术

制动系统线束与传感器相连，输送由传感器采集到的车辆状态信息等电子信号。线束支架上部承托着线束，确保它们在预设位置正常工作，支架下部固定于转向节。行车过程中，结构轻薄的支架会产生一定幅度与频率的振动；极端情况下的大幅振动会使支架破坏、制动线束脱落，这会导致线束末端的传感器误采信号或失灵，而危害行车安全。

制动系统线束支架受到来自路面的激励。同时，由于线束始、末端分别连接于车身和底盘系统，在二者产生相对运动时，线束会对支架产生一定的牵拉和挤压作用。并且，为保证信号传输的可靠性，免受环境侵扰与破坏，制动系统线束往往具有一定的强度与韧性。则

①.当车辆加速度较大时，线束对支架的牵拉和挤压作用不可忽略；

②.当车轮受路面随机载荷激励而产生振动时，线束对支架的作用同样显著。

综上，在行车过程中，线束会对支架强度性能产生影响。

目前针对汽车制动支架强度的考察，主要依靠试验验证的方法，不仅需要耗费较多的人力物力、周期较长，且对支架强度受线束作用的影响存在分析不细致、数据不清晰等情况。

因此，希望有一种技术方案来解决或至少减轻现有技术的上述不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车制动系统线束支架强度分析方法来至少解决上述的一个技术问题。

本发明的一个方面，提供一种汽车制动系统线束支架强度分析方法，制动系统包括线束支架、制动线束、线束接头和传感器，所述汽车制动系统线束支架强度分析方法包括：

获取制动系统线束支架基本信息；

根据所述制动系统线束支架基本信息分别建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；

根据所述制动线束支架静强度分析有限元模型获取静载工况下制动线束支架的应力分布信息；

获取频域载荷谱数据；

根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；

根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度；

根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度。

可选地，所述获取制动系统线束支架基本信息包括：

获取静强度工况以及疲劳强度工况；

获取静强度工况下所述制动系统线束支架受到的最大加速度载荷信息；

获取疲劳强度工况的载荷谱数据；

获取制动系统线束经过分段后的各段线束的刚度信息；

获取车辆静态满载时，制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置；

获取各静强度工况下，制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置；

获取各静强度工况下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置相对于车辆静态满载下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。

可选地，所述根据所述制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架静强度分析有限元模型包括：

将所述制动线束支架以二维壳单元或三维实体单元建立有限元模型，并赋予材料属性；

将所述制动线束按照所述分段后的各段线束分别建立质量点单元；

将所述线束接头与传感器的质量由其质心所在位置建立的质量点单元表征；

获取所述制动线束与车身连接点的位置点；

对制动线束支架进行约束以及对各个线束的端头进行约束。

可选地，所述静强度工况包括上跳极限工况、紧急加速工况、制动工况、极限转弯工况；

所述疲劳强度工况包括随机振动疲劳工况；

所述获取静强度工况下所述制动系统线束支架受到的最大加速度载荷信息包括：

获取上跳极限工况下，所述制动线束支架系统受到的上跳极限最大加速度载荷；

获取紧急加速或制动工况下，所述制动线束支架系统受到的紧急加速或制动工况最大加速度载荷；

获取极限转弯工况下，所述制动线束支架系统受到的极限转弯最大加速度载荷。

可选地，所述获取各静强度工况下，线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置包括：

在所述上跳极限工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的上跳极限位移矢量；

在所述紧急加速或制动工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的紧急加速或制动工况位移矢量；

在所述极限转弯工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的极限转弯位移矢量。

可选地，所述根据所述制动线束支架静强度分析有限元模型获取静载工况下制动线束支架的应力分布信息包括：

在所述上跳极限工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加上跳极限最大加速度载荷，并按照所述上跳极限位移矢量在制动线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的上跳极限工况应力分布；

在所述紧急加速或制动工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加紧急加速或制动工况最大加速度载荷，并按照紧急加速或制动工况位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的紧急加速或制动工况应力分布；

在所述极限转弯工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加极限转弯最大加速度载荷，并按照极限转弯位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的极限转弯工况应力分布。

可选地，所述根据所述制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架疲劳强度有限元分析模型包括：

获取制动线束支架静强度分析有限元模型；

将所述制动线束支架静强度分析有限元模型中的制动线束与车身连接点作为基础运动输入端，以形成制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型。

可选地，所述根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱包括：

对所述制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型进行频率响应分析，得到结构的应力响应谱。

可选地，所述根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度包括：

获取上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布；

获取制动线束支架材料的力学性能；

将上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布分别与制动线束支架材料的力学性能进行对比，并根据对比结果判断支架是否满足静强度要求；

所述根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度包括：

根据所述频域载荷谱数据、所述应力响应谱以及制动线束支架材料的力学性能获取线束支架的损伤值；

判断所述线束支架的损伤值是否小于损伤阈值，若是，则判定支架疲劳强度满足要求；若损伤值大于阈值，则判定支架疲劳强度不满足要求。

本申请还提供了一种汽车制动系统线束支架强度分析装置，所述汽车制动系统线束支架强度分析装置包括：

制动系统线束支架基本信息获取模块，所述制动系统线束支架基本信息模块用于获取制动系统线束支架基本信息；

有限元模型建立模块，所述有限元模型建立模块用于根据所述制动系统线束支架基本信息分别建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；

频域载荷谱数据获取模块，所述频域载荷谱数据获取模块用于获取频域载荷谱数据；

应力响应谱获取模块，所述应力响应谱获取模块用于根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；

静强度分析模块，所述静强度分析模块用于根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度；

疲劳强度分析模块，所述疲劳强度分析模块用于根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度。

有益效果

本申请的汽车制动系统线束支架强度分析方法除加速度载荷、随机振动激励，还详细分析了线束对支架的作用；使得对制动线束支架的分析更加全面、细致、可量化，有效缩短验证周期，效率显著提高。并且，在完成一定量样本分析的基础上，可建立数据库作为积累，对之后的结构设计、分析及试验验证有积极意义。

附图说明

图1是本申请一实施例的汽车制动系统线束支架强度分析方法的流程示意图。

图2是本申请一实施例的汽车制动系统线束支架强度分析装置的装置示意图。

图3是本申请的汽车制动系统的系统示意图。

图4是本申请的制动线束支架静强度分析有限元模型的结构示意图。

图5是本申请的制动线束支架疲劳强度有限元分析模型的结构示意图。

附图说明：

1、制动线束支架；2、制动线束；3、线束接头；4、挡尘盘；5、轮毂轴承；6、制动盘；7、EPB传感器；8、轮速传感器；9、转向节；10、车身支架；11、弹簧单元；12、质量点单元。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

图1是本申请一实施例的汽车制动系统线束支架强度分析方法的流程示意图。

参见图3，本申请的制动系统包括制动线束支架1、制动线束2、线束接头3、档尘盘4、轮毂轴承5、制动盘6、EPB传感器7、轮速传感器8、转向节9、车身支架10。

如图1所示的汽车制动系统线束支架强度分析方法包括：

步骤1：获取制动系统线束支架基本信息；

步骤2：根据所述制动系统线束支架基本信息分别建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；

步骤3：根据制动线束支架静强度分析有限元模型获取静载工况下制动线束支架的应力分布信息；

步骤4：获取频域载荷谱数据；

步骤5：根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；

步骤6：根据应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度；

步骤7：根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度。

本申请的汽车制动系统线束支架强度分析方法除加速度载荷、随机振动激励，还详细分析了线束对支架的作用；使得对制动线束支架的分析更加全面、细致、可量化，有效缩短验证周期，效率显著提高。并且，在完成一定量样本分析的基础上，可建立数据库作为积累，对之后的结构设计、分析及试验验证有积极意义。

在本实施例中，获取制动系统线束支架基本信息包括：

获取静强度工况以及疲劳强度工况；

获取静强度工况下所述制动系统线束支架受到的最大加速度载荷信息；

获取疲劳强度工况的载荷数据；

获取制动系统线束经过分段后的各段线束的刚度信息；

获取车辆静态满载时，制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置；

获取各静强度工况下，线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置；

获取线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。

在本实施例中，所述根据所述制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架静强度分析有限元模型包括：

将制动线束支架以二维壳单元或三维实体单元建立有限元模型，并赋予材料属性；

将制动线束按照分段后的各段线束分别建立质量点单元；

将线束接头与传感器的质量由其质心所在位置建立的质量点单元表征；

将制动线束与车身连接点的位置点进行连接；

对制动线束支架进行约束以及对各个线束的端头进行约束。

在本实施例中，所述静强度工况包括上跳极限工况、紧急加速工况、制动工况、极限转弯工况；

疲劳强度工况包括随机振动疲劳工况；

获取静强度工况下所述制动系统线束支架受到的最大加速度载荷信息包括：

获取上跳极限工况下，所述制动线束支架系统受到的上跳极限最大加速度载荷；

获取紧急加速或制动工况下，所述制动线束支架系统受到的紧急加速或制动工况最大加速度载荷；

获取极限转弯工况下，所述制动线束支架系统受到的极限转弯最大加速度载荷。

在本实施例中，获取各静强度工况下，线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置包括：

在上跳极限工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的上跳极限位移矢量；

在紧急加速或制动工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的紧急加速或制动工况位移矢量；

在极限转弯工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的极限转弯位移矢量。

在本实施例中，根据制动线束支架静强度分析有限元模型获取静载工况下制动线束支架的应力分布信息包括：

在上跳极限工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加上跳极限最大加速度载荷，并按照所述上跳极限位移矢量在制动线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的上跳极限工况应力分布；

在紧急加速或制动工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加紧急加速或制动工况最大加速度载荷，并按照紧急加速或制动工况位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的紧急加速或制动工况应力分布；

在极限转弯工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加极限转弯最大加速度载荷，并按照极限转弯位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的极限转弯工况应力分布。

在本实施例中，所述根据所述制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架疲劳强度有限元分析模型包括：

获取制动线束支架静强度分析有限元模型；

将所述制动线束支架静强度分析有限元模型中的制动线束与车身连接点作为基础运动输入端，以形成制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型。

在本实施例中，根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱包括：

对所述制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型进行频率响应分析，得到结构的应力响应谱。

在本实施例中，频域载荷谱数据通过如下方式获取：

在之前的车辆设计开发中做的路面试验，在路面试验中获得的时域载荷谱。

将时域载荷谱转化为频域载荷谱属于现有技术，此处不再赘述。

在本实施例中，所述根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度包括：

获取上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布；

获取制动线束支架材料的力学性能；

将上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布分别与制动线束支架材料的力学性能进行对比，并根据对比结果判断支架是否满足静强度要求。具体而言，将上跳极限工况应力分布中的上跳极限工况应力最大值、紧急加速或制动工况应力分布的紧急加速或制动工况应力最大值以及极限转弯工况应力分布的极限转弯工况应力最大值分别与制动线束支架材料的力学性能进行对比。

具体而言，每个工况下的应力(如上跳、紧急加速或制动、转弯)分别与支架材料的屈服强度数据做一个对比。如果各工况下的应力最大值如果都小于屈服强度，则支架静强度满足要求；如果任何一个工况下的应力最大值有大于屈服强度的情况，则支架不满足静强度要求。

根据频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度包括：

根据频域载荷谱数据、应力响应谱以及制动线束支架材料的力学性能获取线束支架的损伤值；

判断线束支架的损伤值是否小于损伤阈值，若是，则判定支架疲劳强度满足要求；若损伤值大于阈值，则判定支架疲劳强度不满足要求。

将频域载荷谱数据、应力响应谱以及支架材料的力学性能输入疲劳分析软件，得到线束支架的损伤值分布；若损伤值小于阈值，则判定支架疲劳强度满足要求；反之，若损伤值大于阈值，则判定支架疲劳强度不满足要求。

具体而言，是将线束支架的损伤值分布中的最大损伤值与阈值进行对比。

具体而言，在得到结构的损伤值分布后，通过判断这个损伤值分布中的最大损伤值大不大于1(有时候不一定是1，会根据经验调整)，去判断支架疲劳强度是否满足要求。

如果损伤值小于1，支架疲劳强度满足要求；

如果损伤值大于1，支架疲劳强度不满足要求。

本申请的汽车制动系统线束支架强度分析方法能够预测制动系统线束支架的静强度及疲劳强度，分析中除加速度载荷、随机振动激励，还详细分析了线束对支架的作用。线束部分采用质量点、弹簧模型，包含了宏观的线束质量与通过实测获取的线束刚度等信息，客观、准确地反映了线束对制动系统支架强度的影响，使分析更加全面、细致、可量化。

下面以举例的方式对本申请进行进一步详细阐述，可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。

在本实施例中，首先获取制动系统线束支架基本信息，具体而言，获取如下信息：

综合用户实际使用及试验等情况，确定分析工况。

(1)定义制动线束支架静强度工况，包括：上跳极限工况、紧急加速/制动工况、极限转弯工况。

(2)定义制动线束支架疲劳强度工况，即：随机振动疲劳工况。

根据整车受载、轴荷转移及前期载荷采集等情况，确定静强度工况下该制动线束支架系统受到的最大加速度载荷。

(1)确定上跳极限工况下，该汽车制动系统线束支架受到的最大加速度载荷。

(2)确定紧急加速/制动工况下，该汽车制动系统线束支架受到的最大加速度载荷。

(3)确定极限转弯工况下，该汽车制动系统线束支架受到的最大加速度载荷。

在本实施例中，将前期采集的时域载荷谱转化为频域载荷谱，作为疲劳强度工况的载荷数据。

在本实施例中，以线束接头、传感器及线束在支架的固定位置为界，将制动系统线束样件分割成段。分割后的各段线束，分别用试验实测其刚度值(包括：轴向刚度、弯曲刚度、扭转刚度等)。

在本实施例中，以轮心为参考点，在车辆静态满载时，确定线束与车身连接点(图3中a点)相对于轮心点(图3中b点)的位置。

在本实施例中，以轮心为参考点，在各静强度工况下，确定线束与车身连接点(图3中a点)相对于轮心点(图3中b点)的极限位置，并获取各静强度工况下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置相对于车辆静态满载下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。具体如下：

(1)上跳极限工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点(图3中a点)相对于轮心点(图3中b)的极限位置，并得到此位置相对于车辆静态满载下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。

(2)紧急加速/制动工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点(图3中a点)相对于轮心点(图3中b点)的极限位置，并得到此位置相对于车辆静态满载下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。

(3)极限转弯工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点(图3中a点)相对于轮心点(图3中b点)的极限位置，并得到此位置相对于车辆静态满载下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。

参见图4，在本实施例中，建立制动线束支架静强度分析有限元模型，其中包括制动线束支架、制动线束、线束接头和传感器等结构。

(1)对于制动线束支架：以二维壳单元或三维实体单元建立有限元模型，并赋予材料属性。

(2)对于制动线束：按照上述的获取制动系统线束经过分段后的各段线束的刚度信息中所用的分段规则，将制动线束分段。对于各段线束，在相邻的两分界点连线中点建立质量点单元12，表征此段线束的质量；连接各段中点与相邻的分界点，依次建立弹簧单元11，该弹簧单元的刚度参数取实测的该段线束的刚度值。

(3)对于线束接头与传感器：线束接头与传感器的质量由其质心所在位置建立的质量点单元表征。

(4)线束与车身连接点(图3中a点)的位置点按照以轮心为参考点，在车辆静态满载时，确定线束与车身连接点(图3中a点)相对于轮心点(图3中b点)的位置建立。

在本实施例中，在各静强度工况下，约束支架的固定位置与各线束端头，作为固定端，见图4中d(固定端，位移约束)、e(固定端，位移约束)、f(支架固定端)点，在图4以及图5中，黑点表示质量点单元。

在本实施例中，各静强度工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加的加速度载荷及位移载荷(图4中g点)，并计算制动线束支架的应力分布。具体如下：

在上跳极限工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加上跳极限最大加速度载荷，并按照所述上跳极限位移矢量在制动线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的上跳极限工况应力分布；

在紧急加速或制动工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加紧急加速或制动工况最大加速度载荷，并按照紧急加速或制动工况位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的紧急加速或制动工况应力分布；

在极限转弯工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加极限转弯最大加速度载荷，并按照极限转弯位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的极限转弯工况应力分布。

在本实施例中，将上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布分别与制动线束支架材料的力学性能进行对比，并根据对比结果判断支架是否满足静强度要求。具体而言，判断各个应力分布是否超过制动线束支架材料的力学性能中的应力阈值，若小于阈值，则判定支架满足静强度要求；反之，若制动线束支架上的最大应力大于阈值，则判定支架不满足静强度要求。

在本实施例中，以制动线束支架静强度分析有限元模型为基础，同时约束线束与车身连接点，作为基础运动输入端，以形成制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型，见图5中d(固定端，位移约束)、e(固定端，位移约束)、f(支架固定端)、h点(基础运动输入端，线束与车身连接点)。

举例来说，制动线束支架材料的力学性能是指制造制动线束支架的材料所具有的力学性能，例如，制造制动线束支架的材料为钢材St13，则获取的力学性能即为钢材St13的材料性能。

在本实施例中，对制动线束支架疲劳强度有限元分析模型进行频率响应分析，得到结构的应力响应谱。

在本实施例中，将得到的频域载荷谱数据、获得的应力响应谱以及支架材料的力学性能输入疲劳分析软件，得到线束支架的损伤值分布。若损伤值小于阈值，则判定支架疲劳强度满足要求；反之，若损伤值大于阈值，则判定支架疲劳强度不满足要求。

本申请提出的汽车制动系统线束支架强度分析方法除加速度载荷、随机振动激励，还详细、客观地分析了线束对支架的作用。

本申请的汽车制动系统线束支架强度分析方法，制动线束部分刚度的测量及线束部分有限元模型的建立，均需依照以下规则将线束分段：即以线束接头、传感器及线束在支架的固定位置为界，将制动系统线束分段。

采用这种方式，将线束接头、传感器单独建立质量点单元。而刨除线束接头、传感器等，剩余的部分也就只有各纯粹的线束段了。这些纯粹的线束段用质量点单元+弹簧单元去建模。

这样建模的好处就是就不至于把线束接头、传感器这些质量点的质量信息混入线束段当中，在实际收集各线束段的质量信息与刚度时非常清晰、简洁。

本申请的汽车制动系统线束支架强度分析方法，对制动线束部分的有限元模型联合采用质量点单元与弹簧单元，将线束部分以质量与通过实测获取的刚度信息表征。

本申请用了“质量点单元+弹簧单元”建立线束部分的有限元模型。对分段以后，各段线束的质量，用质量点单元表征；对线束的刚度信息，用弹簧单元表述。对线束部分的建模意义清晰。

因为线束(比如电线)内部是由很多的不同材料的各层逐层包裹起来的，如果按照真实结构建模，就要建立很多层结构，这些层结构的具体材料的力学特性的都不同，而且不易查找；同时如果具体建模的话，建模工作量会大大提高，耗费很多时间精力，而分析结果并不一定更加精确。

本申请的对线束以这种“质量点单元+弹簧单元”的建模方式，意义清晰，着眼于影响结构分析的宏观关键性能(即线束刚度、质量)，简洁明了，更容易操作。

在本申请中，在制动线束支架的静强度分析与疲劳分析中，对线束与车身连接点处位移约束的处理方式不同。在静强度分析中，对该点施加对应工况下的位移载荷。在疲劳分析中，将该点作为基础运动输入端。

在本申请的分析中，用质量点单元+弹簧单元建立线束的模型。

静强度分析中，对该点施加位移载荷：是因为在各个静强度工况(如上跳、转弯、制动、加速等)中，该点的位置均不同，这时对应模型中的弹簧单元会有不同程度的伸长或者压缩。在这个点施加位移载荷以后，弹簧单元(也就是线束)就会产生不同的力，就会对支架有不同的作用。这样就是考虑了线束对支架的作用了，就是本发明的核心。

疲劳分析中，该点作为基础运动输入端，是由于具体的有限元分析软件中，都需要这样操作。做了这个操作以后，软件就能够识别是在该点按照载荷谱对模型施加不同的位移，同样弹簧单元(也就是线束)就会产生不同的力，就会对支架有不同的作用。这样就是考虑了线束对支架的作用。

本申请还提供了一种汽车制动系统线束支架强度分析装置，所述汽车制动系统线束支架强度分析装置包括制动系统线束支架基本信息获取模块、有限元模型建立模块、频域载荷谱数据获取模块、应力响应谱获取模块、静强度分析模块以及疲劳强度分析模块，其中，

制动系统线束支架基本信息模块用于获取制动系统线束支架基本信息；

有限元模型建立模块用于根据制动系统线束支架基本信息分别建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；

频域载荷谱数据获取模块用于获取频域载荷谱数据；

应力响应谱获取模块用于根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；

静强度分析模块用于根据所述应力分布信息分析汽车制动系统线束支架的静强度；

疲劳强度分析模块用于根据频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度。

可以理解的是，上述对方法的描述，也同样适用于对装置的描述。

本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够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如上的汽车制动系统线束支架强度分析方法。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时能够实现如上的汽车制动系统线束支架强度分析方法。

图2是能够实现根据本申请一个实施例提供的汽车制动系统线束支架强度分析方法的电子设备的示例性结构图。

如图3所示，电子设备包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504以及输出接口505通过总线507相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线507连接，进而与电子设备的其他组件连接。具体地，输入设备504接收来自外部的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到电子设备的外部供用户使用。

也就是说，图2所示的电子设备也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1描述的汽车制动系统线束支架强度分析方法。

在一个实施例中，图2所示的电子设备可以被实现为包括：存储器504，被配置为存储可执行程序代码；一个或多个处理器503，被配置为运行存储器504中存储的可执行程序代码，以执行上述实施例中的基于加速度的汽车燃料电池排水控制方法。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动，媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数据多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，模块、程序段、或代码的一部分包括一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地标识的方框实际上可以基本并行地执行，他们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或总流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本实施例中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。

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，实现装置/终端设备的各种功能。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、电话本等)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。

在本实施例中，装置/终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例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，的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。本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其实并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种汽车制动系统线束支架强度分析方法，所述制动系统包括制动线束支架、制动线束、线束接头，其特征在于，所述汽车制动系统线束支架强度分析方法包括：

获取制动系统线束支架基本信息；

根据所述制动系统线束支架基本信息分别建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；

根据所述制动线束支架静强度分析有限元模型获取静载工况下制动线束支架的应力分布信息；

获取频域载荷谱数据；

根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；

根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度；

根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度。

2.如权利要求1所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述获取制动系统线束支架基本信息包括：

获取静强度工况以及疲劳强度工况；

获取静强度工况下所述制动系统线束支架受到的最大加速度载荷信息；

获取疲劳强度工况的载荷谱数据；

获取制动系统线束经过分段后的各段线束的刚度信息；

获取车辆静态满载时，制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置；

获取各静强度工况下，制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置；

获取各静强度工况下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置相对于车辆静态满载下制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的位移矢量。

3.如权利要求2所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述获取制动系统线束支架基本信息进一步包括各段线束的质量信息；

所述根据所述制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架静强度分析有限元模型包括：

将所述制动线束支架以二维壳单元或三维实体单元建立有限元模型，并赋予材料属性；

将所述制动线束按照所述分段后的各段线束分别建立质量点单元；

将所述线束接头与传感器的质量由其质心所在位置建立的质量点单元表征；

获取所述制动线束与车身连接点的位置点；

对制动线束支架进行约束以及对各个线束的端头进行约束。

4.如权利要求3所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述静强度工况包括上跳极限工况、紧急加速工况、制动工况、极限转弯工况；

所述疲劳强度工况包括随机振动疲劳工况；

所述获取静强度工况下，所述制动系统线束支架受到的最大加速度载荷信息包括：

获取上跳极限工况下，所述制动线束支架系统受到的上跳极限最大加速度载荷；

获取紧急加速或制动工况下，所述制动线束支架系统受到的紧急加速或制动工况最大加速度载荷；

获取极限转弯工况下，所述制动线束支架系统受到的极限转弯最大加速度载荷。

5.如权利要求4所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述获取各静强度工况下，线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置包括：

在所述上跳极限工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的上跳极限位移矢量；

在所述紧急加速或制动工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的紧急加速或制动工况位移矢量；

在所述极限转弯工况下，以轮心为参考点，确定线束与车身连接点相对于轮心点的极限位置，并得到此位置相对于制动系统线束与车身连接点相对于轮心点的位置的极限转弯位移矢量。

6.如权利要求5所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述根据所述制动线束支架静强度分析有限元模型获取静载工况下制动线束支架的应力分布信息包括：

在所述上跳极限工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加上跳极限最大加速度载荷，并按照所述上跳极限位移矢量在制动线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的上跳极限工况应力分布；

在所述紧急加速或制动工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加紧急加速或制动工况最大加速度载荷，并按照紧急加速或制动工况位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的紧急加速或制动工况应力分布；

在所述极限转弯工况下，对制动线束支架静强度分析有限元模型施加极限转弯最大加速度载荷，并按照极限转弯位移矢量在线束与车身连接点施加位移载荷，并计算制动线束支架的极限转弯工况应力分布。

7.如权利要求6所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述根据所述制动系统线束支架基本信息建立制动线束支架疲劳强度有限元分析模型包括：

获取制动线束支架静强度分析有限元模型；

将所述制动线束支架静强度分析有限元模型中的制动线束与车身连接点作为基础运动输入端，以形成制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型。

8.如权利要求7所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱包括：

对所述制动系统支架疲劳强度分析的有限元模型进行频率响应分析，得到结构的应力响应谱。

9.如权利要求8所述的汽车制动系统线束支架强度分析方法，其特征在于，所述根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度包括：

获取上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布；

获取制动线束支架材料的力学性能；

将上跳极限工况应力分布、紧急加速或制动工况应力分布以及极限转弯工况应力分布分别与制动线束支架材料的力学性能进行对比，并根据对比结果判断支架是否满足静强度要求；

所述根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度包括：

根据所述频域载荷谱数据、所述应力响应谱以及制动线束支架材料的力学性能获取线束支架的损伤值；

判断所述线束支架的损伤值是否小于损伤阈值，若是，则判定支架疲劳强度满足要求；若损伤值大于阈值，则判定支架疲劳强度不满足要求。

10.一种汽车制动系统线束支架强度分析装置，其特征在于，所述汽车制动系统线束支架强度分析装置包括：

制动系统线束支架基本信息获取模块，所述制动系统线束支架基本信息模块用于获取制动系统线束支架基本信息；

有限元模型建立模块，所述有限元模型建立模块用于根据所述制动系统线束支架基本信息分别建立制动线束支架静强度分析有限元模型以及制动线束支架疲劳强度有限元分析模型；

频域载荷谱数据获取模块，所述频域载荷谱数据获取模块用于获取频域载荷谱数据；

应力响应谱获取模块，所述应力响应谱获取模块用于根据制动线束支架疲劳强度有限元分析模型获取应力响应谱；

静强度分析模块，所述静强度分析模块用于根据所述应力分布信息分析所述汽车制动系统线束支架的静强度；

疲劳强度分析模块，所述疲劳强度分析模块用于根据所述频域载荷谱数据以及应力响应谱分析所述汽车制动系统线束支架的疲劳强度。

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