CN116776677A - 空压机车身安装点动刚度仿真分析方法、设备及存储介质 - Google Patents

空压机车身安装点动刚度仿真分析方法、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了空压机车身安装点动刚度仿真分析方法、设备及存储介质,属于仿真分析技术领域,具体包括如下步骤:导入白车身有限元模型;建立空压机连接点方案模型;空压机与车身的所有连接点重新编号;脚本编号文件param.list的建立;启动载荷脚本生成载荷文件;装配文件制定;装配及计算求解;运行后处理脚本,生成后悬置支架原点加速度振动传递函数分析结果。本发明的仿真分析方法可根据仿真结果判断风险,在数据阶段对支架结构进行优化,减少项目后期问题解决的成本及周期代价。同时使仿真分周期缩减、方案迭代优化的效率大幅提升。

Description

空压机车身安装点动刚度仿真分析方法、设备及存储介质
技术领域
本发明属于仿真分析技术领域,具体涉及空压机车身安装点动刚度仿真分析方法、设备及存储介质。
背景技术
目前市场上C级以上车辆,为实现更好的舒适性能和驾驶性能,多采用空气弹簧悬架。作为空气弹簧悬架的动力源空气压缩机其本身具有较大的动力,且一般布置在靠近悬架车身上,对于车内的振动和噪声就表现为一个较大的激励源。如果不通过悬置软垫直接安装于车身,或者车身连接点动刚度没有经过匹配设计都会造成车内振动、噪声的明显增加。
目前行业内关于空压机振动性能研究主要集中在空压机隔振软垫及空压机支架固有模态的研究。车身安装点控制方面,未充分考虑车身安装点的刚度特性对振动激励传递特性的影响,且未对结构仿真及优化分析自动化方法并未论述。
综上,车辆开发过程中,如果前期结构设计没有对空气弹簧空压机连接点动刚度性能作充分的考虑,在后期实车阶段将会面临很多由于振动向车体传递过大的问题。在项目初期采用仿真手段进行分析,提前规避风险意义重大。
发明内容
针对现有技术中存在的未充分考虑车身安装点的刚度特性对振动激励传递特性的影响及动刚度设计等问题,本发明提供了空压机车身安装点动刚度仿真分析方法、设备及存储介质,首先在模型加载层面实现自动化,对空压机与车身的多个安装点加载文件采用自动化脚本实现,并通过装配的模型文件中的include语句实现模型与主模型文件的组装,第二对于安装点动刚度的结果后处理,包括等效动刚度的计算及动刚度曲线的绘制,使得仿真计算分析工作的效率得到极大的提升。本发明的仿真分析方法可根据仿真结果判断风险,在数据阶段对支架结构进行优化,减少项目后期问题解决的成本及周期代价。同时使仿真分周期缩减、方案迭代优化的效率大幅提升。
本发明通过如下技术方案实现:
空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,具体包括如下步骤:
S1:导入白车身有限元模型;
S2:建立空压机连接点方案模型;
S3:空压机与车身的所有连接点重新编号;
S4:脚本编号文件param.list的建立;
S5:启动载荷脚本生成载荷文件;
S6:装配文件制定;
S7:装配及计算求解;
S8:运行后处理脚本,生成后悬置支架原点加速度振动传递函数分析结果。
进一步地,步骤S1具体包括如下内容:
通过有限元前处理软件,导入白车身有限元详细模型,检查模型连接、材料、属性及网格质量的准确性,以确保由此模型计算所得到的结果的正确性。
进一步地,步骤S2具体包括如下内容:
导入空压机总成模型,确定与车身连接位置及连接方式;导入连接方案几何模型或者在现有车身基础上建立连接方案模型。
进一步地,步骤S5中,所述载荷文件包括:节点集set文件、载荷Excitation文件、工况SubCase文件。
进一步地,步骤S6中,所述装配语句包括:INCLUDE SubModel,INCLUDE SET,INCLUDE Subcase,INCLUDE Excitation。
进一步地,步骤S7具体包括如下内容:提交准备好的装配模型、车身模型、节点集SET文件、工况SubCase文件、载荷Excitation文件,完成自动准备及计算求解。
进一步地,步骤S8具体包括如下内容:
S81:提取各激励点各方向动刚度计算结果,并计算平均代数动刚度值;
S82:根据激励节点平均代数动刚度值和目标值文件,判断各点各向动刚度是否达标;
S83:根据动刚度曲线与目标曲线的比较情况,生成不满足目标值的动刚度曲线超出目标曲线的峰值点文件,所述文件包括如下信息:激励点、激励方向、频率点、目标值;
S84:绘制动刚度曲线,生成动刚度曲线图片。
第二方面,本发明还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法。
第四方面,本发明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发明实施例中任一所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
本发明采用仿真分析进行空气瘫痪空压机连接点动刚度风险预测,可提前识别数据阶段的风险;
本发明通过自动化程序运行,实现了模型施加载荷、及后处理自动化,可大幅提升方案迭代的效率,缩短方案优化周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法的流程示意图;
图2为节点集Set文件;
图3为工况Subcase文件;
图4为Load文件;
图5为动刚度计算结果格式示意图;
图6为峰值点文件格式示意图;
图7为动刚度曲线图片示意图;
图8为本发明实施例2中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
实施例1
如图1所示为本实施例的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法的流程示意图,所述分析方法具体包括如下步骤:
S1:导入白车身有限元模型;
通过有限元前处理软件,导入白车身有限元详细模型,检查模型连接、材料、属性及网格质量的准确性,以确保由此模型计算所得到的结果的正确性。
S2:建立空压机连接点方案模型;
导入空压机总成模型,确定与车身连接位置及连接方式;导入连接方案几何模型或者在现有车身基础上建立连接方案模型。
S3:空压机与车身的所有连接点重新编号;
对空压机与车身的所有连接点重新编号,在本实施例中,具体编号按照表1进行,或者其他指定编号;由于空压机的连接点也是空压机载荷的输入点,模型的编号可为后续自动化建立载荷模型文件和模型装配做好准备。
表1连接点编号
S4:脚本编号文件param.list的建立;
自动化脚本文件需要读取加载点编号,生成载荷文本文件。按照表1编写连接点信息,保存为“.CSV”格式;
S5:启动载荷脚本生成载荷文件;
载荷文件由3种不同的文件组成:节点集set文件、载荷Excitation文件、工况SubCase文件。
本实施例以连接点1001点动刚度工况定义为例:
为保证数据一致性、可读性,定义SET编号与激励点相同,例如SET 1001=1001定义激励点和输出SET,生成文件格式如图2所示;
工况文件中每个工况的编号,为了表示激励方向,在激励点编号基础上增加“1”,例如:激励点1001的工况编号为10011,表示最后一个“1”表示X向加载;同理10012表示加载节点为1001,载荷作用方向为Y向,其余以此类推;生成文件格式如图3所示;
为了提高求解文件一致性、可读性,激励编号定义与工况SUBCASE编号定义相同,即FORCE、RLOAD的编号由加载点编号和一位表示方向的数字组成,如图4所示;
仿真分析中,为提高计算速度和节约磁盘空间,每个工况中只定义要输出要分析点的加速度。
S6:装配文件制定:
装配语句包括四部分,INCLUDE SubModel,INCLUDE SET,INCLUDE Subcase,INCLUDE Excitation。
S7:装配及计算求解;
提交全部准备好的模型装配模型、车身模型、节点集SET文件、工况SubCase文件、载荷Excitation文件,完成自动准备及计算求解。
S8:运行后处理脚本,生成后悬置支架原点加速度振动传递函数分析结果。
第1步,提取各激励点各方向动刚度计算结果,并计算平均代数动刚度值,计算结果格式如图5所示;
第2步,根据激励节点平均代数动刚度值和目标值文件,判断各点各向动刚度是否达标;
第3步,根据动刚度曲线与目标曲线的比较情况,生成不满足目标值的动刚度曲线超出目标曲线的峰值点文件(PeakValue.csv)。该文件包含信息如下,激励点、激励方向、频率点、目标值,文件格式如图6;
第4步,绘制动刚度曲线,生成动刚度曲线图片,图片结果如图7所示
实施例2
图8为本发明实施例2中的一种计算机设备的结构示意图。图8示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图8显示的计算机设备12仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示,计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,系统存储器28,连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40,可以存储在例如存储器28中,这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信,和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外,本实施例中的计算机设备12,显示器24不是作为独立个体存在,而是嵌入镜面中,在显示器24的显示面不予显示时,显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且,计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明实施例所提供的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法。
实施例3
本发明实施例3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空压机车身安装点动刚度仿真分析方法。
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)。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
S1:导入白车身有限元模型;
S2:建立空压机连接点方案模型;
S3:空压机与车身的所有连接点重新编号;
S4:脚本编号文件param.list的建立;
S5:启动载荷脚本生成载荷文件;
S6:装配文件制定;
S7:装配及计算求解;
S8:运行后处理脚本,生成后悬置支架原点加速度振动传递函数分析结果。
2.如权利要求1所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,步骤S1具体包括如下内容:
通过有限元前处理软件,导入白车身有限元详细模型,检查模型连接、材料、属性及网格质量的准确性,以确保由此模型计算所得到的结果的正确性。
3.如权利要求1所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,步骤S2具体包括如下内容:
导入空压机总成模型,确定与车身连接位置及连接方式;导入连接方案几何模型或者在现有车身基础上建立连接方案模型。
4.如权利要求1所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,步骤S5中,所述载荷文件包括:节点集set文件、载荷Excitation文件、工况SubCase文件。
5.如权利要求1所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,步骤S6中,所述装配语句包括:INCLUDE SubModel,INCLUDE SET,INCLUDE Subcase,INCLUDEExcitation。
6.如权利要求1所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,步骤S7具体包括如下内容:提交准备好的装配模型、车身模型、节点集SET文件、工况SubCase文件、载荷Excitation文件,完成自动准备及计算求解。
7.如权利要求1所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法,其特征在于,步骤S8具体包括如下内容:
S81:提取各激励点各方向动刚度计算结果,并计算平均代数动刚度值;
S82:根据激励节点平均代数动刚度值和目标值文件,判断各点各向动刚度是否达标;
S83:根据动刚度曲线与目标曲线的比较情况,生成不满足目标值的动刚度曲线超出目标曲线的峰值点文件,所述文件包括如下信息:激励点、激励方向、频率点、目标值;
S84:绘制动刚度曲线,生成动刚度曲线图片。
8.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法。
9.一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权利要求1-7任一项权利要求1-7任一项所述的空压机车身安装点动刚度仿真分析方法。
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