CN116484544A - 一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其包括：搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点，并建立车身模型的质心节点，并给该质心节点赋予质量M；采用梁单元将质心节点和每个中心节点连接；给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点所受的Z轴向载荷；截取部分车身模型，并将中心节点所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点，计算出该部分车身模型局部强度结果。质量分配模型易搭建，不需要对车身模型详细配重处理，减少大量建模工作，提高了分析效率；通过截取分析，使强度结果指向截取的部分车身模型局部，计算量更小，提高了计算效率；可适用于不同形式吊挂方式或举升方式。

Description

一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法。

背景技术

汽车有很多需要垂直举升或吊挂的场景，比如在车间进行装配时需要吊起安装或运输，比如修车时需要吊起或举升。为了保证这些吊挂或举升工况下车身结构不会出现强度问题，车身上会设计专门的局部结构来满足这些工况。故需要在设计阶段就对这些局部位置结构进行强度校核，避免出现风险。

为校核吊挂位置或举升位置强度，需先对车身进行配重，将安装在车身上的附件所有质量都配在其相应的安装点位置，然后对配重后的车身在吊挂点位置进行固定支撑约束，采用施加重力场的方式进行加载分析，最后输出吊挂点位置局部的应力应变结果进行强度结果判断。

相关技术中，车身模型进行校核时，需要带整个车身或车身模型配重模型，网格计算量大；车身模型配重需要根据车身模型装配状态进行配重，需求输入较多，配重工作量大且复杂，建模效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，以解决相关技术中车身模型配重需要根据车身模型装配状态进行配重，网格计算量大，需求输入较多，配重工作量大且复杂，建模效率较低的问题。

本发明实施例提供提供了一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其包括：

搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点，并建立车身模型的质心节点，并给该质心节点赋予质量M；

采用梁单元将质心节点和每个中心节点连接；

给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点所受的Z轴向载荷；

截取部分车身模型，并将中心节点所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点，计算出该部分车身模型局部强度结果。

一些实施例中，所述给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点所受的Z轴向载荷之前，包括：

对每个中心节点进行约束，使质量分配模型在自身长度方向和宽度方向无自由度过约束。

一些实施例中，所述对每个中心节点进行约束，使质量分配模型在自身长度方向和宽度方向无自由度过约束，包括：

对第一个的中心节点进行X、Y、Z轴方向的约束；

对第二个的中心节点进行X、Z轴方向的约束；

对第三个的中心节点进行Y、Z轴方向的约束；

对第四个的中心节点进行Z轴方向的约束。

一些实施例中，梁单元为无质量且刚性的梁单元。

一些实施例中，所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点，并建立车身模型的质心节点，并给该质心节点赋予质量M，包括：

收集车身模型的重量M、质心节点位置信息；

当车身模型受力面为举升受力面时，将提供的举升结构与车身接触面积确定为受力面积；

抓取车身模型被举升的中心节点；其中，该中心节点为举升施力位置点。

一些实施例中，所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点，并建立车身模型的质心节点，并给该质心节点赋予质量M，包括：

收集车身模型的重量M、质心节点位置信息；

当车身模型受力面为吊挂受力面时，将提供的吊挂结构与车身接触面积确定为受力面积；

抓取车身模型被吊挂的中心节点；其中，该中心节点为施力位置点。

一些实施例中，所述截取部分车身模型，并将中心节点所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点，计算出该部分车身模型局部强度结果，包括：

截取部分车身模型，并将该部分车身模型的截取面全约束；

将每个中心节点所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型的施力点位置，计算出该部分车身模型局部强度结果。

一些实施例中，该部分车身模型为下车体模型。

一些实施例中，所述给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点所受的Z轴向载荷，包括：

给该质量分配模型施加重力加速度；其中，重力加速度为N倍的自由落体加速度，N为正数；

测出每个中心节点所受的Z轴向载荷。

一些实施例中，所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点，并建立车身模型的质心节点，并给该质心节点赋予质量M之前，包括：

搭建车身有限元模型，并确认车身模型的连接信息无误，材料属性及厚度信息无误。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：建立车身模型受力面的中心节点、质心节点，并给该质心节点赋予质量M，并采用梁单元.将质心节点和每个中心节点连接，搭建完成质量分配模型；然后提取中心节点所受的Z轴向载荷；即可对截取的部分车身模型进行强度分析。简易的质量分配模型易搭建，不需要对车身模型进行详细配重处理，减少了大量建模工作，提高了分析效率；通过截取分析，使强度结果指向截取的部分车身模型局部，计算量更小，提高了计算效率；可适用于不同形式吊挂方式或举升方式，复用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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为本发明实施例提供的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的质量分配模型的结构示意图。

图中：1、质心节点；2、中心节点；3、梁单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，以解决相关技术中车身模型配重需要根据车身模型装配状态进行配重，网格计算量大，需求输入较多，配重工作量大且复杂，建模效率较低的问题。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其可以包括：

S1：搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点2，并建立车身模型的质心节点1，并给该质心节点1赋予质量M；

S2：采用梁单元3将质心节点1和每个中心节点2连接；

S3：给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点2所受的Z轴向载荷；

S4：截取部分车身模型，并将中心节点2所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点2，计算出该部分车身模型局部强度结果。

具体的，第一步，在质量分配模型里导入需校核的车身模型的吊挂或举升的中心节点2的位置信息、车身模型的质心节点1，并给质心节点赋予质量M。根据不同工况，M是不一样的，比如车间内将车身吊起来安装车身底部的零件时，M就是只有车身带安装部件的质量，但是如果是汽车去店里维修等举升情况，M就是汽车总质量。第二步，采用梁单元3将质心节点1和每个中心节点2连接，从而完成质量分分配模型的搭建工作。第三步，给该质量分配模型施加重力加速度，即可测出每个中心节点2所受的Z轴向载荷。第四步，截取部分车身模型，将测得出的每个中心节点2所受的Z轴向载荷，施加在截取部分车身模型，提交进行计算，从应力云图上查看应力结果，应力超过强度评价指标的许用应力，则为不满足要求的区域，可针对该中心节点2区域进行局部加强，以使得结果满足要求。

其中，简易的质量分配模型易搭建，不需要对车身模型进行详细配重处理，减少了大量建模工作，提高了分析效率；通过截取分析，使强度结果指向截取的部分车身模型局部，计算量更小，提高了计算效率；可适用于不同形式吊挂方式或举升方式，复用性强。

一些实施例中，于步骤S3之前，即所述给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点2所受的Z轴向载荷之前，可以包括以下步骤：

对每个中心节点2进行约束，使质量分配模型在自身长度方向和宽度方向无自由度过约束。

具体的，所述对每个中心节点2进行约束，使质量分配模型在自身长度方向和宽度方向无自由度过约束，包括以下步骤：

对第一个的中心节点2(见图2中的F1)进行X、Y、Z轴方向的约束；

对第二个的中心节点2(见图2中的F2)进行X、Z轴方向的约束；

对第三个的中心节点2(见图2中的F3)进行Y、Z轴方向的约束；

对第四个的中心节点2(见图2中的F4)进行Z轴方向的约束。

其中，为了防止质量分配模型过约束，导致额外载荷产生，对质量分配模型部分约束。

具体的，F2的中心节点相对于F1的中心节点在图2中前后方向(Y轴向)具有运动自由度，即在车身宽度方向模型无过约束情况；F3的中心节点相对于F1的中心节点在图2中左右方向(X轴向)具有运动自由度，即在车身长度方向模型无过约束情况；F4的中心节点相对于F1的中心节点在图2中前后方向(Y轴向)、左右方向(X轴向)都具有运动自由度，即在车身长度方向、宽度方向模型无过约束情况。

一些实施例中，于步骤S2中，即所述采用梁单元3将质心节点1和每个中心节点2连接，梁单元3可以为无质量且刚性的梁单元3。

其中，梁单元3无质量目的是不额外增加模型质量，使得质量分配模型在举升或吊挂位置反力求解与实际举升工况一致，不会有额外质量增加载荷。如果采用有质量单元，取决于单元的重量，如果赋予很重的单元重量，举升位置受力就会明显偏大，使得工况更恶劣，强度结果偏大。

当然一些实施例中，有质量的梁单元3对计算结果影响忽略不计时，也可以采用有质量且刚性的梁单元3。

一些实施例中，于步骤S1中，即所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点2，并建立车身模型的质心节点1，并给该质心节点1赋予质量M，可以包括以下步骤：

收集车身模型的重量M、质心节点1位置信息；

当车身模型受力面为举升受力面时，将提供的举升结构与车身接触面积确定为受力面积；

抓取车身模型被举升的中心节点2；其中，该中心节点2为举升施力位置点。

一些实施例中，于步骤S1中，即所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点2，并建立车身模型的质心节点1，并给该质心节点1赋予质量M，可以包括以下步骤：

收集车身模型的重量M、质心节点1位置信息；

当车身模型受力面为吊挂受力面时，将提供的吊挂结构与车身接触面积确定为受力面积；

抓取车身模型被吊挂的中心节点2；其中，该中心节点2为施力位置点。

其中，车身模型所有举升或吊挂位置受力面积上的节点可以采用刚性单元抓取到受力面的中心节点，该中心节点及为该举升或吊挂位置的施力位置。

一些实施例中，于步骤S4中，即所述截取部分车身模型，并将中心节点2所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点2，计算出该部分车身模型局部强度结果，可以包括以下步骤：

截取部分车身模型，并将该部分车身模型的截取面全约束；

将每个中心节点2所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型的施力点位置，计算出该部分车身模型局部强度结果。

其中，在对截取部分车身模型的施力点位置施加Z轴向载荷前，需对该部分车身模型的截取面全约束，防止截取后的部分车身模型发生竖向或水平移动，保证后续的强度结果计算准确。

一些实施例中，该部分车身模型为下车体模型。

当然一些实施例中，沿车身的宽度方向，对下车体模型进行截取后，即下车体模型的左半部分，对图2中的F1和F2处的中心节点2进行强度校核；也可以为下车体模型的右半部分，对图2中的F3和F4处的中心节点2进行强度校核；

当然一些实施例中，沿车身的长度方向，对下车体模型进行截取后，即下车体模型的后半部分，对图2中的F2和F3处的中心节点2进行强度校核；也可以为下车体模型的前半部分，对图2中的F1和F4处的中心节点2进行强度校核。

当然一些实施例中，也可以对下车体模型其中一个的中心节点2局部进行截取，单独对该中心节点2强度校核。

一些实施例中，于步骤S3中，所述给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点2所受的Z轴向载荷，可以包括以下步骤：

给该质量分配模型施加重力加速度；其中，重力加速度为N倍的自由落体加速度，N为正数；

测出每个中心节点2所受的Z轴向载荷。

具体的，给该质量分配模型施加重力加速度可以为1、1.2或1.5倍的自由落体加速度。在后续对部分车身模型的中心节点2进行校核时，可以测出每个中心节点2的边界值。

一些实施例中，于步骤S1之前，所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点2，并建立车身模型的质心节点1，并给该质心节点1赋予质量M之前，包括：

搭建车身有限元模型，并确认车身模型的连接信息无误，材料属性及厚度信息无误。

其中，连接信息指车身模型的钣金连接，包括结构胶减震胶等粘胶信息、焊接及焊点信息及必要的螺栓连接信息。

综上，本发明的工作原理：第一步，在质量分配模型里导入需校核的车身模型的吊挂或举升的中心节点2的位置信息、车身模型的质心节点1，并给质心节点赋予质量M。根据不同工况，M是不一样的，比如车间内将车身吊起来安装车身底部的零件时，M就是只有车身带安装部件的质量，但是如果是汽车去店里维修等举升情况，M就是汽车总质量。第二步，采用梁单元3将质心节点1和每个中心节点2连接，从而完成质量分分配模型的搭建工作。第三步，给该质量分配模型施加重力加速度，即可测出每个中心节点2所受的Z轴向载荷。第四步，截取部分车身模型，将测得出的每个中心节点2所受的Z轴向载荷，施加在截取部分车身模型，提交进行计算，从应力云图上查看应力结果，应力超过强度评价指标的许用应力，则为不满足要求的区域，可针对该中心节点2区域进行局部加强，以使得结果满足要求。其中，简易的质量分配模型易搭建，不需要对车身模型进行详细配重处理，减少了大量建模工作，提高了分析效率；通过截取分析，使强度结果指向截取的部分车身模型局部，计算量更小，提高了计算效率；可适用于不同形式吊挂方式或举升方式，复用性强。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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)

1.一种举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于，其包括：

搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点(2)，并建立车身模型的质心节点(1)，并给该质心节点(1)赋予质量M；

采用梁单元(3)将质心节点(1)和每个中心节点(2)连接；

给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点(2)所受的Z轴向载荷；

截取部分车身模型，并将中心节点(2)所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点(2)，计算出该部分车身模型局部强度结果。

2.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点(2)所受的Z轴向载荷之前，包括：

对每个中心节点(2)进行约束，使质量分配模型在自身长度方向和宽度方向无自由度过约束。

3.如权利要求2所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述对每个中心节点(2)进行约束，使质量分配模型在自身长度方向和宽度方向无自由度过约束，包括：

对第一个的中心节点(2)进行X、Y、Z轴方向的约束；

对第二个的中心节点(2)进行X、Z轴方向的约束；

对第三个的中心节点(2)进行Y、Z轴方向的约束；

对第四个的中心节点(2)进行Z轴方向的约束。

4.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

梁单元(3)为无质量且刚性的梁单元(3)。

5.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点(2)，并建立车身模型的质心节点(1)，并给该质心节点(1)赋予质量M，包括：

收集车身模型的重量M、质心节点(1)位置信息；

当车身模型受力面为举升受力面时，将提供的举升结构与车身接触面积确定为受力面积；

抓取车身模型被举升的中心节点(2)；其中，该中心节点(2)为举升施力位置点。

6.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点(2)，并建立车身模型的质心节点(1)，并给该质心节点(1)赋予质量M，包括：

收集车身模型的重量M、质心节点(1)位置信息；

当车身模型受力面为吊挂受力面时，将提供的吊挂结构与车身接触面积确定为受力面积；

抓取车身模型被吊挂的中心节点(2)；其中，该中心节点(2)为施力位置点。

7.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述截取部分车身模型，并将中心节点(2)所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型受力面的中心节点(2)，计算出该部分车身模型局部强度结果，包括：

截取部分车身模型，并将该部分车身模型的截取面全约束；

将每个中心节点(2)所受的Z轴向载荷施加到该部分车身模型的施力点位置，计算出该部分车身模型局部强度结果。

8.如权利要求7所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

该部分车身模型为下车体模型。

9.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述给该质量分配模型施加重力加速度，测出每个中心节点(2)所受的Z轴向载荷，包括：

给该质量分配模型施加重力加速度；其中，重力加速度为N倍的自由落体加速度，N为正数；

测出每个中心节点(2)所受的Z轴向载荷。

10.如权利要求1所述的举升或吊挂位置局部强度性能校核方法，其特征在于：

所述搭建质量分配模型，在该质量分配模型上建立车身模型受力面的中心节点(2)，并建立车身模型的质心节点(1)，并给该质心节点(1)赋予质量M之前，包括：

搭建车身有限元模型，并确认车身模型的连接信息无误，材料属性及厚度信息无误。