CN116562085A - 一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置。通过虚拟仿真手段，对保险杠及车身系统进行精细化建模，考虑保险杠与翼子板卡接处复杂的接触关系，最终通过仿真对间隙进行量化评价，对于不满足要求的进行结构优化，直到间隙控制在合理范围内，并且通过前期的虚拟验证，降低后续保险杠与翼子板出现V形间隙的风险，利用虚拟验证技术，可以规避后期由于间隙太大造成的质量问题，消除结构重新设计的模具费用，缩短产品的开发周期，提高产品的研发效率，形成保险杠及翼子板的正向设计能力，提升产品的数智化设计手段。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置。
背景技术
自汽车诞生以来，已经经过了一百三十多年的发展历程，从最初的蒸汽动力，演变到现在的纯电动力，人们对于汽车品质的追求也越来越高，对于外观件之间的间隙要求也越来越高，一是要求间隙要小，做到美观，二是间隙要均匀，不可以一边大，一边小。保险杠与翼子板的间隙，由于在车的侧面，很容易被注意到，目前对于保险杠面罩来说，由于造型及轻量化的需求，大多是采用塑料pp材质，而翼子板一般是金属材质，钢质或者铝合金，从材料模量上来说，差两个数量级，在连接位置处刚度出现较明显的突变，而当零件受到载荷时，容易出现变形不均匀，保险杠与翼子板间隙容易出现V形缝隙，影响美观。
对于保险杠与翼子板的间隙问题，很多量产车都出现了相关情况，目前对于间隙的控制，大多是后期出现问题，通过工艺、匹配等方式去解决，例如，通过人、机、料、法四个方面，收集数据，分析原因，问题得到解决。而在产品设计阶段，通过性能设计手段去降低后期出现V形间隙的风险，目前还没有提及，没有有效的数字化手段在产品设计阶段进行规避。
发明内容
本发明提供了一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置，通过精细化建模进行精确仿真，通过前期仿真预测后期保险杠与翼子板间隙太大和不均的风险，并且通过前期的精细化仿真及结构优化分析，可以降低后续由于间隙太大导致的质量问题，缩短产品的开发周期，形成保险杠与翼子板间隙类问题的正向开发能力，实现产品的数智化开发手段，解决了由于质量而导致重新开模具，增加时间和金钱成本的问题。
本发明技术方案结合附图说明如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，包括以下步骤：
步骤一、对保险杠面罩进行网格划分；
步骤二、抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
步骤三、对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
步骤四、截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
步骤五、赋予材料属性；
步骤六、对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
步骤七、设置接触对；
步骤八、建立局部坐标系；
步骤九、设定边界条件，施加载荷，仿真求解；
步骤十、对仿真结果进行提取并与目标值进行对比，不合格进行优化，合格流程结束。
进一步的，所述步骤一，
保险杠面罩几何数据分割为二部分，在面罩与翼子板接触一侧对保险杠面罩进行分割，分割距离为保险杠面罩最边缘处往里40mm，临近翼子板部分保持实体几何，对临近翼子板部分进行四面体网格划分，在面罩厚度上划分二层单元，对另外一部分保险杠面罩抽取中性面，进行四边形网格划分，最终使得保险杠面罩分割交界处保持体单元中间节点与面单元节点一对一耦合；
所述步骤二，
翼子板网格抽取中性面，将保险杠面罩最边缘位置网格节点沿面罩边缘法向映射到翼子板上，生成硬点，对翼子板中性面进行四边形网格划分，保留映射后的节点；
所述步骤三，
获得保险杠支架的几何数据，进行几何清理，首先对卡扣位置进行网格划分，网格基础尺寸为1mm，采用四面体单元，倒角小于0.3的去除，大于0.3的保留；除卡扣外的其它位置，采用3mm基础网格，采用四面体单元；对于划分完的网格，最小单元尺寸≥0.3mm，长宽比≥10；
所述步骤四，
截取车身几何数据，车身除保险杠面罩、翼子板、保险杠支架的网格，采用四边形网格进行划分，基础网格为8mm；副车架采用四面体单元进行建模，基础网格尺寸3mm；
网格划分完成后，对网格进行质量检查，其中，四边形网格最小单元为2mm，四边形最小角≥45°，最大角≤135°，翘曲≤20，雅克比≥0.6，长宽比≤10；副车架四面体单元最小尺寸为1mm，单元长宽比≤5。
进一步的，所述步骤五，
材料赋予弹性模量、泊松比、密度三个参数；壳单元赋予厚度属性；赋予属性后的有限元模型重量与设计重量一致；
所述步骤六，
将划分网格的有限元模型按照实车连接关系，进行模型装配；焊点采用六面体单元，直径为6mm；螺接采用刚性单元COUP_KIN；对于车灯总成及保险杠塑料件卡接连接，采用杆单元CONN3D2，赋予X、Y、Z三个方向平动以及X、Y、Z三个方向转动刚度特性曲线。
进一步的，所述步骤七，
将保险杠面罩体单元外表面与保险杠支架体单元外表面建立接触对，保险杠面罩为主面，保险杠支架为从面，保险杠总成除保险杠支架外的其它部分设定通用接触对，摩擦系数为0.25。
进一步的，所述步骤八，
以保险杠面罩最边缘连线为X轴，保险杠边缘节点到对应翼子板节点连线为Y轴，建立局部坐标系，将保险杠面罩与翼子板对应节点赋予局部坐标系，仿真输出的结果即为局部坐标系下的位移。
进一步的，所述步骤九，
约束车身截断面、前悬挂固定点、前副车架固定点所有自由度，在Z向施加1G重力加速度，关闭几何非线性，将保险杠面罩、翼子板、保险杠支架设定为集合，只输出集合的位移信息，对模型进行调试，完成保险杠与翼子板间隙仿真分析。
进一步的，所述步骤十，
将计算结果导入后处理软件hyperview中，提取在局部坐标系下保险杠面罩与翼子板间隙的变化值，目标值设定为间隙变化量≤0.5mm，上下间隙差≤0.2mm；如不满足要求，需要对保险杠总成或支架进行优化，优化的依据为仿真输出的位移云图，对位移云图薄弱位置进行局部加强，直到仿真结束。
第二方面，本发明实施例还提供了一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计装置，包括：
第一网格划分模块，用于对保险杠面罩进行网格划分；
第二网格划分模块，用于抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
第三网格划分模块，用于对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
第四网格划分模块，用于截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
材料属性赋予模块，用于对仿真模型各零部件进行材料及属性进行赋予；
模型装配模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
接触设置模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真分析模型进行接触关系的设定
局部坐标系定义模块，用于对保险杠与翼子板法向间隙变形量测量而定义的局部坐标系；
仿真求解模块，用于对仿真模型设定边界条件、载荷工况、参数设定，进行仿真计算；
性能优化模块，用于对仿真结果进行优化，直到优化结果满足性能目标。
第三方面，提供一种终端，包括：
一个或多个处理器；
用于存储所述一个或多个处理器可执行指令的存储器；
其中，所述一个或多个处理器被配置为：
执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
第五方面，提供一种应用程序产品，当应用程序产品在终端在运行时，使得终端执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
本发明的有益效果为：
本发明能够对乘用车保险杠与翼子板间隙在产品开发阶段，通过精细化建模进行精确仿真，通过前期仿真预测后期保险杠与翼子板间隙太大和不均的风险。通过前期的精细化仿真及结构优化分析，可以降低后续由于间隙太大导致的质量问题，缩短产品的开发周期，降低由于质量问题而导致重新开模具的时间和金钱成本，形成保险杠与翼子板间隙类问题的正向开发能力，实现产品的数智化开发手段。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明所述一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法的流程图；
图2为本发明所述一种乘用车保险杠与翼子板连接处局部网格划分示意图；
图3为保险杠面罩向翼子板映射节点示意图；
图4为本发明所述一种乘用车保险杠支架网格示意图；
图5为建立的局部坐标系示意图；
图6为本发明所述一种乘用车保险杠与翼子板间隙仿真有限元模型示意图；
图7为本发明所述一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计装置的结构示意图；
图8为一种终端结构示意框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法的流程图，本实施例可适用于乘用车保险杠与翼子板间隙设计情况，该方法可以由本发明实施例中的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。
包括以下步骤：
步骤一、获得保险杠面罩集合数据，对保险杠面罩进行网格划分；
保险杠面罩几何数据分割为二部分，在面罩与翼子板接触一侧对保险杠面罩进行分割，分割距离为保险杠面罩最边缘处往里40mm，临近翼子板部分保持实体几何，对该部分进行四面体网格划分，在面罩厚度上划分二层单元，对另外一部分保险杠面罩抽取中性面，进行四边形网格划分，最终使得保险杠面罩分割交界处保持体单元中间节点与面单元节点一对一耦合，如图2所示。
步骤二、抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
翼子板网格抽取中性面，将保险杠面罩最边缘位置网格节点沿面罩边缘法向映射到翼子板上，生成硬点，对翼子板中性面进行四边形网格划分，保留映射后的节点，如图3所示，a、b、c点分别映射到A、B、C点。
步骤三、对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
获得保险杠支架的几何数据，进行几何清理，首先对卡扣位置进行网格划分，网格基础尺寸为1mm，采用四面体单元，倒角小于0.3的去除，大于0.3的保留；除卡扣外的其它位置，采用3mm基础网格，采用四面体单元；对于划分完的网格，最小单元尺寸≥0.3mm，长宽比≥10，划分后的网络模型如图4所示。
步骤四、截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
截取车身几何数据，截取位置为A柱上方包含整个风挡玻璃，车身除保险杠面罩、翼子板、保险杠支架的网格，采用四边形网格进行划分，基础网格为8mm，包括大灯总成、发罩总成、冷凝器总成等，副车架采用四面体网格，发动机及其附件采用质量质心代替；
网格划分完成后，对网格进行质量检查，其中，四边形网格最小单元为2mm，四边形最小角≥45°，最大角≤135°，翘曲≤20，雅克比≥0.6，长宽比≤10；副车架四面体单元最小尺寸为1mm，单元长宽比≤5。
步骤五、赋予材料属性；
按照BOM的材料牌号，赋予材料弹性模量、泊松比、密度三个参数，参数要依据材料厂商测量获得；壳单元赋予厚度属性；赋予属性后的有限元模型重量与设计重量一致，如偏差较大，适当调整材料的密度，使其保持一致。
步骤六、对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
将划分网格的有限元模型按照实车连接关系，进行模型装配；焊点采用六面体单元，直径为6mm；螺接采用刚性单元COUP_KIN；对于车灯总成及保险杠塑料件卡接连接，采用杆单元CONN3D2，赋予X、Y、Z三个方向平动以及X、Y、Z三个方向转动刚度特性曲线，刚度特性由实验测试获得。
步骤七、设置接触对；
将保险杠面罩体单元外表面与保险杠支架体单元外表面建立接触对，保险杠面罩为主面，保险杠支架为从面，保险杠总成除保险杠支架外的其它部分设定通用接触对，摩擦系数为0.25。
步骤八、建立局部坐标系；
以保险杠面罩最边缘连线为X轴，保险杠边缘节点到对应翼子板节点连线为Y轴，建立局部坐标系，将保险杠面罩与翼子板对应节点赋予局部坐标系，仿真输出的结果即为局部坐标系下的位移，建立后的局部坐标系如图5所示。
步骤九、设定边界条件，施加载荷，仿真求解；
约束车身截断面、前悬挂固定点、前副车架固定点所有自由度，在Z向施加1G重力加速度，关闭几何非线性，将保险杠面罩、翼子板、保险杠支架设定为集合，只输出集合的位移信息，对模型进行调试，完成保险杠与翼子板间隙仿真分析，仿真有限元模型如图6所示。
步骤十、对仿真结果进行提取并与目标值进行对比，不合格进行优化，合格流程结束。
将计算结果导入后处理软件hyperview中，提取在局部坐标系下保险杠面罩与翼子板间隙的变化值，选取5个等间隔位置，测出局部坐标系下的间隙变形量，评价标准为最大间隙变化量≤0.5mm，上下间隙差≤0.2mm；如不满足要求，需要对保险杠总成或支架进行优化，优化的依据为仿真输出的位移云图，对位移云图薄弱位置进行局部加强，直到仿真结束。
本发明通过虚拟仿真手段，对保险杠及车身系统进行精细化建模，考虑保险杠与翼子板卡接处复杂的接触关系，最终通过仿真对间隙进行量化评价，对于不满足要求的进行结构优化，直到间隙控制在合理范围内，通过后期实车跟踪，证明该方法真实有效。
实施例二
参阅图7，一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计装置，包括：
第一网格划分模块，用于对保险杠面罩进行网格划分；
第二网格划分模块，用于抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
第三网格划分模块，用于对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
第四网格划分模块，用于截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
材料属性赋予模块，用于对仿真模型各零部件进行材料及属性进行赋予；
模型装配模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
接触设置模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真分析模型进行接触关系的设定
局部坐标系定义模块，用于对保险杠与翼子板法向间隙变形量测量而定义的局部坐标系；
仿真求解模块，用于对仿真模型设定边界条件、载荷工况、参数设定，进行仿真计算；
性能优化模块，用于对仿真结果进行优化，直到优化结果满足性能目标。
实施例三
图8是本申请实施例提供的一种终端的结构框图，该终端可以是上述实施例中的终端。该终端300可以是便携式移动终端，比如：智能手机、平板电脑。终端300还可能被称为用户设备、便携式终端等其他名称。
通常，终端300包括有：处理器301和存储器302。
处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器301可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器301还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是有形的和非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本申请中提供的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法。
在一些实施例中，终端300还可选包括有：外围设备接口303和至少一个外围设备。具体地，外围设备包括：射频电路304、触摸显示屏305、摄像头306、音频电路307、定位组件308和电源309中的至少一种。
外围设备接口303可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。在一些实施例中，处理器301、存储器302和外围设备接口303被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器301、存储器302和外围设备接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
射频电路304用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路304包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路304还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
触摸显示屏305用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。触摸显示屏305还具有采集在触摸显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器301进行处理。触摸显示屏305用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，触摸显示屏305可以为一个，设置终端300的前面板；在另一些实施例中，触摸显示屏305可以为至少两个，分别设置在终端300的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，触摸显示屏305可以是柔性显示屏，设置在终端300的弯曲表面上或折叠面上。甚至，触摸显示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。触摸显示屏305可以采用LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件306用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件306包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头用于实现视频通话或自拍，后置摄像头用于实现照片或视频的拍摄。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能，主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件306还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路307用于提供用户和终端300之间的音频接口。音频电路307可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器301进行处理，或者输入至射频电路304以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端300的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器301或射频电路304的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路307还可以包括耳机插孔。
定位组件308用于定位终端300的当前地理位置，以实现导航或LBS(LocationBased Service，基于位置的服务)。定位组件308可以是基于美国的GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)、中国的北斗系统或俄罗斯的伽利略系统的定位组件。
电源309用于为终端300中的各个组件进行供电。电源309可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源309包括可充电电池时，该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池，无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构并不构成对终端300的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
实施例四
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
实施例五
在示例性实施例中，还提供了一种应用程序产品，包括一条或多条指令，该一条或多条指令可以由上述装置的处理器301执行，以完成上述一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施模式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对保险杠面罩进行网格划分；
步骤二、抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
步骤三、对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
步骤四、截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
步骤五、赋予材料属性；
步骤六、对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
步骤七、设置接触对；
步骤八、建立局部坐标系；
步骤九、设定边界条件，施加载荷，仿真求解；
步骤十、对仿真结果进行提取并与目标值进行对比，不合格进行优化，合格流程结束。
2.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤一，
保险杠面罩几何数据分割为二部分，在面罩与翼子板接触一侧对保险杠面罩进行分割，分割距离为保险杠面罩最边缘处往里40mm，临近翼子板部分保持实体几何，对临近翼子板部分进行四面体网格划分，在面罩厚度上划分二层单元，对另外一部分保险杠面罩抽取中性面，进行四边形网格划分，最终使得保险杠面罩分割交界处保持体单元中间节点与面单元节点一对一耦合；
所述步骤二，
翼子板网格抽取中性面，将保险杠面罩最边缘位置网格节点沿面罩边缘法向映射到翼子板上，生成硬点，对翼子板中性面进行四边形网格划分，保留映射后的节点；
所述步骤三，
获得保险杠支架的几何数据，进行几何清理，首先对卡扣位置进行网格划分，网格基础尺寸为1mm，采用四面体单元，倒角小于0.3的去除，大于0.3的保留；除卡扣外的其它位置，采用3mm基础网格，采用四面体单元；对于划分完的网格，最小单元尺寸≥0.3mm，长宽比≥10；
所述步骤四，
截取车身几何数据，车身除保险杠面罩、翼子板、保险杠支架的网格，采用四边形网格进行划分，基础网格为8mm；副车架采用四面体单元进行建模，基础网格尺寸3mm；
网格划分完成后，对网格进行质量检查，其中，四边形网格最小单元为2mm，四边形最小角≥45°，最大角≤135°，翘曲≤20，雅克比≥0.6，长宽比≤10；副车架四面体单元最小尺寸为1mm，单元长宽比≤5。
3.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤五，
材料赋予弹性模量、泊松比、密度三个参数；壳单元赋予厚度属性；赋予属性后的有限元模型重量与设计重量一致；
所述步骤六，
将划分网格的有限元模型按照实车连接关系，进行模型装配；焊点采用六面体单元，直径为6mm；螺接采用刚性单元COUP_KIN；对于车灯总成及保险杠塑料件卡接连接，采用杆单元CONN3D2，赋予X、Y、Z三个方向平动以及X、Y、Z三个方向转动刚度特性曲线。
4.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤七，
将保险杠面罩体单元外表面与保险杠支架体单元外表面建立接触对，保险杠面罩为主面，保险杠支架为从面，保险杠总成除保险杠支架外的其它部分设定通用接触对，摩擦系数为0.25。
5.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤八，
以保险杠面罩最边缘连线为X轴，保险杠边缘节点到对应翼子板节点连线为Y轴，建立局部坐标系，将保险杠面罩与翼子板对应节点赋予局部坐标系，仿真输出的结果即为局部坐标系下的位移。
6.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤九，
约束车身截断面、前悬挂固定点、前副车架固定点所有自由度，在Z向施加1G重力加速度，关闭几何非线性，将保险杠面罩、翼子板、保险杠支架设定为集合，只输出集合的位移信息，对模型进行调试，完成保险杠与翼子板间隙仿真分析。
7.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤十，
将计算结果导入后处理软件hyperview中，提取在局部坐标系下保险杠面罩与翼子板间隙的变化值，目标值设定为间隙变化量≤0.5mm，上下间隙差≤0.2mm；如不满足要求，需要对保险杠总成或支架进行优化，优化的依据为仿真输出的位移云图，对位移云图薄弱位置进行局部加强，直到仿真结束。
8.一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计装置，其特征在于，包括：
第一网格划分模块，用于对保险杠面罩进行网格划分；
第二网格划分模块，用于抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
第三网格划分模块，用于对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
第四网格划分模块，用于截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
材料属性赋予模块，用于对仿真模型各零部件进行材料及属性进行赋予；
模型装配模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
接触设置模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真分析模型进行接触关系的设定；
局部坐标系定义模块，用于对保险杠与翼子板法向间隙变形量测量而定义的局部坐标系；
仿真求解模块，用于对仿真模型设定边界条件、载荷工况、参数设定，进行仿真计算；
性能优化模块，用于对仿真结果进行优化，直到优化结果满足性能目标。
9.一种终端，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
用于存储所述一个或多个处理器可执行指令的存储器；
其中，所述一个或多个处理器被配置为：
执行如权利要求1至7任一所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法。
10.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行如权利要求1至7任一所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310451173.4A CN116562085A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| CN116562085A true CN116562085A (zh) | 2023-08-08 |
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Family Applications (1)
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| CN202310451173.4A Pending CN116562085A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置 |
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2023
- 2023-04-25 CN CN202310451173.4A patent/CN116562085A/zh active Pending
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