CN116882226A - 后悬置支架振动传递函数仿真分析方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了后悬置支架振动传递函数仿真分析方法、设备及存储介质，属于仿真分析技术领域，包括白车身有限元模型搭建：动力总成有限元简化模型搭建；后悬置支架有限元模型搭建及节点ID标准化；启动原点传函预处理脚本，生成载荷文件；启动模型自动化装配脚本，将白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、后悬置支架有限元模型、计算头文件、模型文件、载荷文件进行装配，通过有限元求解软件计算求解，输出*.pch格式文件；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；风险评价及优化方案迭代。通过建模标准化处理，模块化自动装配脚本、加载文件及后处理自动化生成脚本、使得仿真分周期缩减、方案迭代优化的效率大幅提升。
Description
技术领域
本发明属于仿真分析技术领域，具体涉及后悬置支架振动传递函数仿真分析方法、设备及存储介质。
背景技术
车辆在行驶过程中受到各种激励，包括动力总成激励、路面激励等。动力总成工作时产生的振动经由悬置支架传递到车身，从而引起车内振动，进而产生车内噪声。其中，后悬置支架由于安装位置在车身中通道薄钣金部位，如其结构隔振性能不足，极易引起车内声品质问题。
车辆开发过程中，如果前期结构设计没有对后悬置骨架与弹性元件的连接点隔振性能作充分的考虑，在后期实车阶段将会面临很多由于振动向车体传递过大带来的问题。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。
目前技术文献关于后悬置支架振动性能研究主要集中在支架固有模态与激励的避频，悬置支架单体模态控制方面，未充分考虑整车装配状态下的约束条件、动力总成刚度等对悬置隔振的影响，且当前技术文献对结构仿真及优化分析自动化方法并未论述。
发明内容
针对现有技术中存在的未充分考虑整车装配状态下的约束条件、动力总成刚度等对悬置隔振的影响等问题，本发明提供了后悬置支架振动传递函数仿真分析方法、设备及存储介质，该方法采用整车装配状态下的悬置弹性元件与后悬置支架安装点的原点振动传函仿真模拟分析来衡量隔振效果，用户可根据分析结果判断风险，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。
本发明通过如下技术方案实现：
后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，具体包括如下步骤：
S1：白车身有限元模型搭建：
S2：动力总成有限元简化模型搭建；
S3：后悬置支架有限元模型搭建及节点ID标准化；
S4：启动原点传函预处理脚本，生成载荷文件，用于Nastran计算；
S5：启动模型自动化装配脚本，将白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、后悬置支架有限元模型、计算头文件、模型文件、载荷文件进行装配，通过有限元求解软件计算求解，输出*.pch格式文件；
S6：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；
S7：风险评价及优化方案迭代。
进一步地，步骤S1中，具体包括如下内容：
通过Hypermesh软件，导入分析模型几何数据，建立白车身有限元模型，对白车身有限元模型进行标准化编号，便于后续模型自动装配，白车身编号范围为12010000-17999999。
进一步地，步骤S2中，具体包括如下内容：
动力总成采用集中质量单元模拟，悬置软垫给定3个弹性主轴方向的动刚度，对简化模型进行标准化编号，编号范围为1000-1100。
进一步地，步骤S3中，具体包括如下内容：
对与后悬置支架进行连接的部件进行建模，以模拟支架实车状态，并对网格模型进行标准化编号，便于后续模型自动装，其中，支架实体网格部分编号范围为48010000-48999999，弹性元件与悬置支架原点传递函数编号范围为1101-1200，用于载荷文件标准化。
进一步地，步骤S4中，所述载荷文件包括：
Set文件，定义激励点；
Subcase文件，定义单位激励工下的加速度灵敏度输出；
Load文件，定义载荷文件。
进一步地，步骤S6中，具体包括如下内容：
S61：定义传原点传函分析结果存放路径；
S62：从结果文件中提取第一个安装点的加速度灵敏度结果，生成曲线；
S63：获得安装点对应的z向目标值，判定分析结果中是否有高于目标值的点，如有，则对峰值点的频率及幅值大小进行识别并标计；
S64：寻找下一个安装点的节点号，直至显示为空后停止并退出程序；
S65：将提取出的加速度灵敏度结果与目标值曲线大小进行比较，并调用图片生成脚本，生成关键结果图片，输出至系统界面判定风险。
进一步地，步骤S7中，具体包括如下内容：
根据关键结果图片，可判断弹性元件支架安装点的隔振特性是否满足要求，如有部分频率超出目标曲线，需判断是否进行结构优化。
进一步地，步骤S7中，若判定悬置支架弹性元件安装点隔振曲线不满足要求，启动结构优化并进行迭代分析，具体包括如下内容：更改步骤S3中后悬置支架有限元模型，白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、载荷文件无需重新打开或生成，可直接调用完成装配文件，提交系统计算完成后进行结果输出，可提升优化效率。
第二方面，本发明实施例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后悬置支架振动传递函数仿真分析方法。
第三方面，本发明实施例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后悬置支架振动传递函数仿真分析方法。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，通过建模标准化处理，模块化自动装配脚本、加载文件及后处理自动化生成脚本、使得仿真分周期缩减、方案迭代优化的效率大幅提升。
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为本发明的一种汽车后悬置支架振动传递函数仿真自动化分析方法的流程示意图；
图2为动力总成简化模型示意图；
图3为本发明实施例所述Set文件格式；
图4为本发明实施例所述Subcase文件格式；
图5为本发明实施例所述Load文件格式；
图6为振速灵敏度分析结果示意图；
图7为实施例3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
本实施例提供了后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，具体包括如下步骤：
S1：白车身有限元模型搭建：
S2：动力总成有限元简化模型搭建；
S3：后悬置支架有限元模型搭建及节点ID标准化；
S4：启动原点传函预处理脚本，生成载荷文件，用于Nastran计算；
S5：启动模型自动化装配脚本，将白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、后悬置支架有限元模型、计算头文件、模型文件、载荷文件进行装配，通过有限元求解软件计算求解，输出*.pch格式文件；
S6：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；
S7：风险评价及优化方案迭代。
实施例2
如图2所示，为本实施例的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法的流程示意图，所示方法具体包括如下步骤：
S1：白车身有限元模型搭建：
打开Hypermesh软件，导入分析模型几何数据，建立白车身有限元网格详细模型，对白车身网格模型进行标准化编号，便于后续模型自动装配，白车身编号范围12010000-17999999；
S2：动力总成有限元简化模型搭建；
如图2所示，动力总成用集中质量单元模拟，悬置软垫给定3个弹性主轴方向的动刚度，对简化模型进行标准化编号，编号范围1000-1100。
S3：后悬置支架有限元模型搭建及节点ID标准化；
如图3所示，对与后悬置支架进行连接的部件进行建模，以模拟支架实车状态，并对网格模型进行标准化编号，便于后续模型自动装，其中支架实体网格部分编号范围48010000～48999999，弹性元件与悬置支架原点传递函数编号范围1101-1200，用于载荷文件标准化。
S4：启动原点传函预处理脚本，生成载荷文件，用于Nastran计算；
载荷文件包括：
Set文件，定义激励点，如图3所示；
Subcase文件，定义单位激励工下的加速度灵敏度输出，如图4所示；
Load文件，定义载荷文件，如图5所示；
S5：启动模型自动化装配脚本，将白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、后悬置支架有限元模型、计算头文件、模型文件、载荷文件进行装配，通过有限元求解软件计算求解，输出*.pch格式文件；在本实施例中采用nastran软件；
S6：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，定义传原点传函分析结果存放路径；
第2步，从结果文件中提取第一个安装点的加速度灵敏度结果，生成曲线；
第3步，获得安装点对应的z向目标值(隔振主方向)，判定分析结果中是否有高于目标值的点，如有，则对峰值点的频率及幅值大小进行识别并标计；
第4步，寻找下一个安装点的节点号，直至显示为空后停止并退出程序。
第5步，将提取出的加速度灵敏度结果与目标值曲线大小进行比较，并调用图片生成脚本，生成关键结果图片，输出至系统界面判定风险。
S7：风险评价；
根据关键结果图片，可直观判断弹性元件支架安装点的隔振特性是否满足要求，如有部分频率超出目标曲线，需判断是否进行结构优化。
S8：优化方案迭代；
如判定悬置支架弹性元件安装点隔振曲线不满足要求，启动结构优化并进行迭代分析。具体操作为更改第3)步中后悬置支架有限元模型，白车身、动力总成有限元模型、载荷文件等无需重新打开或生成，可直接调用完成装配文件，提交系统计算完成后进行结果输出，大幅提升优化效率。
实施例3
图7为本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。图7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7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7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7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后悬置支架振动传递函数仿真分析方法。
实施例4
本发明实施例4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后悬置支架振动传递函数仿真分析方法。
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 (10)
1.后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：白车身有限元模型搭建：
S2：动力总成有限元简化模型搭建；
S3：后悬置支架有限元模型搭建及节点ID标准化；
S4：启动原点传函预处理脚本，生成载荷文件，用于Nastran计算；
S5：启动模型自动化装配脚本，将白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、后悬置支架有限元模型、计算头文件、模型文件、载荷文件进行装配，通过有限元求解软件计算求解，输出*.pch格式文件；
S6：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；
S7：风险评价。
2.如权利要求1所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S1中，具体包括如下内容：
通过Hypermesh软件，导入分析模型几何数据，建立白车身有限元模型，对白车身有限元模型进行标准化编号，便于后续模型自动装配，白车身编号范围为12010000-17999999。
3.如权利要求1所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S2中，具体包括如下内容：
动力总成采用集中质量单元模拟，悬置软垫给定3个弹性主轴方向的动刚度，对简化模型进行标准化编号，编号范围为1000-1100。
4.如权利要求1所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S3中，具体包括如下内容：
对与后悬置支架进行连接的部件进行建模，以模拟支架实车状态，并对网格模型进行标准化编号，便于后续模型自动装，其中，支架实体网格部分编号范围为48010000-48999999，弹性元件与悬置支架原点传递函数编号范围为1101-1200，用于载荷文件标准化。
5.如权利要求1所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S4中，所述载荷文件包括：
Set文件，定义激励点；
Subcase文件，定义单位激励工下的加速度灵敏度输出；
Load文件，定义载荷文件。
6.如权利要求1所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S6中，具体包括如下内容：
S61：定义传原点传函分析结果存放路径；
S62：从结果文件中提取第一个安装点的加速度灵敏度结果，生成曲线；
S63：获得安装点对应的z向目标值，判定分析结果中是否有高于目标值的点，如有，则对峰值点的频率及幅值大小进行识别并标计；
S64：寻找下一个安装点的节点号，直至显示为空后停止并退出程序；
S65：将提取出的加速度灵敏度结果与目标值曲线大小进行比较，并调用图片生成脚本，生成关键结果图片，输出至系统界面判定风险。
7.如权利要求1所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S7中，具体包括如下内容：
根据关键结果图片，可判断弹性元件支架安装点的隔振特性是否满足要求，如有部分频率超出目标曲线，需判断是否进行结构优化。
8.如权利要求7所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法，其特征在于，步骤S7中，若判定悬置支架弹性元件安装点隔振曲线不满足要求，启动结构优化并进行迭代分析，具体包括如下内容：
更改步骤S3中后悬置支架有限元模型，白车身有限元模型、动力总成有限元简化模型、载荷文件无需重新打开或生成，可直接调用完成装配文件，提交系统计算完成后进行结果输出，可提升优化效率。
9.一种计算机设备，其特征在于，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1-8任一项所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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1-8任一项所述的后悬置支架振动传递函数仿真分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310638938.5A CN116882226A (zh) | 2023-06-01 | 2023-06-01 | 后悬置支架振动传递函数仿真分析方法、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310638938.5A CN116882226A (zh) | 2023-06-01 | 2023-06-01 | 后悬置支架振动传递函数仿真分析方法、设备及存储介质 |
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Family Applications (1)
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