CN116976006A - 一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质，所述方法包括：在CAE模型中导入整车CAD模型；获取各部件的CAD质心和安装孔信息；在CAE模型中生成质心MASS单元；在CAE模型中生成安装孔RBE2单元；在CAE模型中生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。本发明的整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质，通过对整车模型的零部件质心信息生成及传递过程进行识别和管控，提高整车模型的CAE仿真分析准确性，同时自动生成符合设计要求的质心连接，提高仿真建模效率，替代人工建立和连接质心过程，缩短研发周期；提高整车模型CAE质心建模准确率，减少人工建立和连接质心过程错误发生。

Description

一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及汽车整车仿真分析技术领域，尤其涉及一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

在汽车整车设计过程中，整车模型的CAE仿真分析非常重要，整车模型较为复杂，很多零部件不便于生成网格单元进行表征，需要采用质心进行表征，因为质心数量多，质心需连接的安装孔数量多，分布复杂，利用CAE软件手动生成质心过程中容易出错，导致整车质心建模不准确，同时影响工作效率，影响整车模型CAE仿真分析结果的准确性，影响整车性能。

因此，亟需一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质。

发明内容

本发明的目的是提供一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质，以解决上述现有技术中的问题，能够实现整车质心自动化建模。

第一方面，本发明提供了一种整车质心自动化建模方法，其中，包括：

在CAE模型中导入整车CAD模型；

获取各部件的CAD质心和安装孔信息；

在CAE模型中自动生成质心MASS单元；

在CAE模型中自动生成安装孔RBE2单元；

在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。

如上所述的整车质心自动化建模方法，其中，优选的是，所述在CAE模型中导入整车CAD模型，具体包括：

将整车模型由CAD模型导入至CAE模型中，

所述整车模型包括薄壁件、实体件和除薄壁件、实体件外的其余件，其中，所述其余件可采用质心表示。

如上所述的整车质心自动化建模方法，其中，优选的是，所述获取各部件的CAD质心和安装孔信息，具体包括：

建立质心相关的质心属性和安装孔坐标数据，按照零部件标识进行一一对应，并进行分类管理，建立零部件标识数据库，其中，所述质心属性包括空间坐标、质量和转动惯量中的至少一个。

如上所述的整车质心自动化建模方法，其中，优选的是，所述在CAE模型中自动生成质心MASS单元，具体包括：

在CAE模型中从零部件标识数据库中根据零部件标识读取各质心的XYZ坐标和对应的质心属性，建立质心数据库，输出文本文件，自动生成质心MASS单元，并存放于专用的存放空间，其中，所述质心MASS单元用于表示各部件的质心。

如上所述的整车质心自动化建模方法，其中，优选的是，所述在CAE模型中自动生成安装孔RBE2连接单元，具体包括：

在CAE模型中从零部件标识数据库中根据零部件标识自动读取待生成质心的零部件标识对应的安装孔坐标及连接信息，建立安装孔连接信息数据库，输出文本文件，在正确的坐标位置生成安装孔RBE2单元，以将待连接的部件标识关联到所需的安装孔的中心坐标，所述安装孔RBE2单元的主要节点为安装孔坐标点，所述安装孔RBE2单元的从属节点为孔口的连接点，其中，所述安装孔坐标包括安装孔的中心坐标，所述连接信息包括安装孔的中心坐标附近的预设公差范围内的孔特征，所述安装孔RBE2单元用于表示车身安装孔薄壁之间的连接。

如上所述的整车质心自动化建模系统，其中，优选的是，所述在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元，具体包括：

在CAE模型中自动分析和拾取各部件标识对应的质心MASS单元的主要节点和安装孔RBE2单元的主要节点，将RBE2单元的主要节点作为质心连接RBE3单元的从属节点，生成质心连接RBE3单元，其中，所述质心连接RBE3单元用于表示质心与车身安装孔之间的连接。

如上所述的整车质心自动化建模方法，其中，优选的是，所述整车质心自动化建模方法还包括：

对所述质心连接RBE3单元的连接状态进行检查，具体包括：

在CAE模型中自动比对连接信息。

第二方面，本发明还提供一种整车质心自动化建模系统，包括：

整车CAD模型导入模块，用于在CAE模型中导入整车CAD模型；

质心及安装孔获取模块，用于获取各部件的CAD质心和安装孔信息；

质心MASS单元生成模块，用于在CAE模型中自动生成质心MASS单元；

安装孔RBE2单元生成模块，用于在CAE模型中自动生成安装孔RBE2单元；

质心连接RBE3单元生成模块，用于在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。

第三方面，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的整车质心自动化建模方法。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的整车质心自动化建模方法。

本发明提供一种整车质心自动化建模方法、系统、设备及存储介质，先建立零部件上的质心MASS单元，再建立零部件的安装孔RBE2连接单元，最后建立RBE3连接单元，用于连接质心MASS单元和安装孔RBE2连接单元，先建立的单元为后建立的单元提供基础数据支撑；通过对整车模型的零部件质心(CAE质心)信息生成及传递过程进行识别和管控，可以提高整车模型的CAE仿真分析准确性，同时自动生成符合设计要求的质心连接，提高仿真建模效率；提高整车模型CAE质心建模准确率，减少人工建立和连接质心过程错误发生；能够自动化建立质心及相关连接，高效准确完成质心建模，提高整车模型CAE质心建模效率，替代人工建立和连接质心过程，缩短研发周期；降低了人工建立和核对整车模型CAE质心的劳动强度。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的整车质心自动化建模方法实施例的流程图；

图2为本发明提供的整车质心自动化建模方法实施例的逻辑图；

图3为CAE模型中的安装孔RBE2单元、质心MASS单元及质心连接RBE3单元结构的相对位置示意图；

图4为本发明提供的整车质心自动化建模系统实施例的结构框图；

图5为本发明提供的电子设备的结构框图。

附图标记说明：11-整车CAD模型导入模块，12-质心及安装孔获取模块，13-质心MASS单元生成模块，14-安装孔RBE2单元生成模块，15-质心连接RBE3单元生成模块，200-安装孔RBE2单元；201-质心MASS单元；202-质心连接RBE3单元，31-处理器，32-存储器，33-计算机程序。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

目前，整车模型的CAE仿真分析方案为：CAD人员填写安装在整车上的各类部件的质心(CAD质心)参数表，主要包括质心的质量、转动惯量和坐标；CAE人员再参照CAD质心参数表，在CAE软件中，手动逐个创建CAE质心，并将质心逐一连接至整车的上对应的零部件安装孔，再人工核对CAE质心与CAD质心数量和规格。这种方案的缺陷在于，需要人工核对CAE质心与CAD质心数量和规格，核对过程中工作量较大，容易出错，且错误不易发现，导致整车模型的仿真分析结果不准确，影响整车性能。

有鉴于此，本发明通过CAE模型对整车模型的零部件质心(以下简称CAE质心)的信息生成及传递过程进行识别和管控，提高整车模型的CAE仿真分析准确性，同时自动生成符合设计要求的质心连接，提高仿真建模效率。

实施例1

如图1和图2所示，所示，本实施例提供的整车质心自动化建模方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：

步骤S1、在CAE模型中导入整车CAD模型。

具体地，如图3的左图所示，将整车模型由CAD模型导入至CAE模型(仿真建模软件)中，其中，所述整车模型包括薄壁件、实体件和除薄壁件、实体件外的其余件，其中，所述其余件可采用质心表示。

步骤S2、获取各部件的CAD质心和安装孔信息。

具体地，建立质心相关的质心属性和安装孔坐标数据，按照零部件标识进行一一对应，并进行分类管理，建立零部件标识数据库，其中，所述质心属性包括空间坐标、质量和转动惯量中的至少一个。

零部件标识数据库中的数据用于供CAE模型进行调用和生成CAE质心。质心是对不需建模的部件所作的简化处理，质心包括抽象后的部件质量，对于质量较大的部件，质心属性还应包括转动惯量信息，比如动力总成在工作过程中有较大的转动惯量。质心在仿真建模软件中用MASS单元表示，可以表达质心的质量和转动惯量属性信息，并用于仿真求解。

步骤S3、在CAE模型中自动生成质心MASS单元。

具体地，在CAE模型中从零部件标识数据库中根据零部件标识读取各质心的XYZ坐标和对应的质心属性，建立质心数据库，输出文本文件，如图3所示，自动生成质心MASS单元201，并存放于专用的存放空间，其中，所述质心MASS单元201用于表示各部件的质心。

每个部件都有专用的标识，并对应质心XYZ坐标，对应于专用的质量值，通过CAE模型可以读取质心XYZ坐标和对应的专用的质量值和转动惯量信息，自动生成质心MASS单元201，并存放于专用的存放空间。在发明的一种实施方式中，CAE模型自动读取待生成质心的零部件标识，包括其对应的质心属性(如空间坐标、质量、转动惯量等)，自动生成质心MASS单元201，其中，该质心MASS单元应与其属性保持一致。

步骤S4、在CAE模型中自动生成安装孔RBE2单元。

具体地，在CAE模型中从零部件标识数据库中根据零部件标识自动读取待生成质心的零部件标识对应的安装孔坐标及连接信息，建立安装孔连接信息数据库，输出文本文件，如图3所示，在正确的坐标位置生成安装孔RBE2单元200，以将待连接的部件标识关联到所需的安装孔的中心坐标，所述安装孔RBE2单元200的主要节点为安装孔坐标点，所述安装孔RBE2单元200的从属节点为孔口的连接点，其中，所述安装孔坐标包括安装孔的中心坐标，所述连接信息包括安装孔的中心坐标附近的预设公差范围内的孔特征，所述安装孔RBE2单元200用于表示车身安装孔薄壁之间的连接。

车身安装孔薄壁之间的连接采用安装孔RBE2单元200连接，具有很大的刚度，可以表达螺栓与车身安装孔之间的连接，并用于仿真求解。待连接的部件标识，应关联到所需的安装孔的中心坐标，通过CAE模型可以参照中心坐标及附近输入公差范围内的孔特征，自动生成安装孔自身的连接。本发明在一种实施方式中，通过CAE模型自动获取CAD质心安装孔位置及与其连接的整车部件数量，在正确的坐标位置生成质心的安装孔RBE2单元200。

步骤S5、在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。

具体地，在CAE模型中自动分析和拾取各部件标识对应的质心MASS单元的主要节点和安装孔RBE2单元的主要节点，将RBE2单元的主要节点作为质心连接RBE3单元的从属节点，如图3所示，生成质心连接RBE3单元202，完成整车质心连接，其中，所述质心连接RBE3单元202用于表示质心与车身安装孔之间的连接。

质心与车身安装孔的连接采用质心连接RBE3单元202连接，可以表达质心的连接特点，并用于仿真求解。本发明在一种实施方式中，通过CAE模型自动获取质心与对应的安装孔节点相连的逻辑关系，把部件质心与对应的安装孔节点相连，得到将质心与对应安装孔连接的质心连接RBE3单元202。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述整车质心自动化建模方法还包括：

步骤S6、对所述质心连接RBE3单元的连接状态进行检查。

具体地，在CAE模型中自动比对连接信息，发现错误时，提示人工手动处理错误，能够降低人工建立和核对整车模型CAE质心的劳动强度。

通过监控质心建模过程，比对CAE质心连接信息，可在发现错误时，提示人工手动处理错误。

本发明的整车质心自动化建模方法可以应用于整车质心自动化建模系统，该系统可以被配置于任一电子设备中，以使该电子设备可以执行整车质心自动化建模方法。

本发明实施例提供的整车质心自动化建模方法，先建立零部件上的质心MASS单元，再建立零部件的安装孔RBE2连接单元，最后建立RBE3连接单元，用于连接质心MASS单元和安装孔RBE2连接单元，先建立的单元为后建立的单元提供基础数据支撑；通过对整车模型的零部件质心(CAE质心)信息生成及传递过程进行识别和管控，可以提高整车模型的CAE仿真分析准确性，同时自动生成符合设计要求的质心连接，提高仿真建模效率；提高整车模型CAE质心建模准确率，减少人工建立和连接质心过程错误发生；能够自动化建立质心及相关连接，高效准确完成质心建模，提高整车模型CAE质心建模效率，替代人工建立和连接质心过程，缩短研发周期；降低了人工建立和核对整车模型CAE质心的劳动强度。

实施例2

相应地，如图4所示，本发明还提供一种整车质心自动化建模系统，包括：

整车CAD模型导入模块11，用于在CAE模型中导入整车CAD模型；

质心及安装孔获取模块12，用于获取各部件的CAD质心和安装孔信息；

质心MASS单元生成模块13，用于在CAE模型中自动生成质心MASS单元；

安装孔RBE2单元生成模块14，用于在CAE模型中自动生成安装孔RBE2单元；

质心连接RBE3单元生成模块15，用于在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。

更进一步地，本发明在一些实施方式中，所述整车质心自动化建模系统还包括：连接状态检查单元，用于对所述质心连接RBE3单元的连接状态进行检查。

本发明实施例提供的整车质心自动化建模系统，通过对整车模型的零部件质心(CAE质心)信息生成及传递过程进行识别和管控，可以提高整车模型的CAE仿真分析准确性，同时自动生成符合设计要求的质心连接，提高仿真建模效率；提高整车模型CAE质心建模准确率，减少人工建立和连接质心过程错误发生；能够自动化建立质心及相关连接，高效准确完成质心建模，提高整车模型CAE质心建模效率，替代人工建立和连接质心过程，缩短研发周期；降低了人工建立和核对整车模型CAE质心的劳动强度。

实施例3

如图5所示，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器32和处理器31，所述存储器32存储有计算机程序33，所述处理器31执行所述计算机程序33时，实现实施例1的整车质心自动化建模方法。

其中，所述电子设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该电子设备可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解的是，图5仅仅是电子设备的举例，并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。

所述处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器31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)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable 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。

所述存储器32在一些实施例中可以是所述电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。所述存储器32在另一些实施例中也可以是所述电子设备的外部存储设备，例如所述电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器32还可以既包括所述电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器32用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器32还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

实施例4

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现实施例1的整车质心自动化建模方法。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种整车质心自动化建模方法，其特征在于，包括：

在CAE模型中导入整车CAD模型；

获取各部件的CAD质心和安装孔信息；

在CAE模型中自动生成质心MASS单元；

在CAE模型中自动生成安装孔RBE2单元；

在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。

2.根据权利要求1所述的整车质心自动化建模方法，其特征在于，所述在CAE模型中导入整车CAD模型，具体包括：

将整车模型由CAD模型导入至CAE模型中，

所述整车模型包括薄壁件、实体件和除薄壁件、实体件外的其余件，其中，所述其余件可采用质心表示。

3.根据权利要求1所述的整车质心自动化建模方法，其特征在于，所述获取各部件的CAD质心和安装孔信息，具体包括：

建立质心相关的质心属性和安装孔坐标数据，按照零部件标识进行一一对应，并进行分类管理，建立零部件标识数据库，其中，所述质心属性包括空间坐标、质量和转动惯量中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的整车质心自动化建模方法，其特征在于，所述在CAE模型中自动生成质心MASS单元，具体包括：

在CAE模型中从零部件标识数据库中根据零部件标识读取各质心的XYZ坐标和对应的质心属性，建立质心数据库，输出文本文件，自动生成质心MASS单元，并存放于专用的存放空间，其中，所述质心MASS单元用于表示各部件的质心。

5.根据权利要求3所述的整车质心自动化建模方法，其特征在于，所述在CAE模型中自动生成安装孔RBE2连接单元，具体包括：

在CAE模型中从零部件标识数据库中根据零部件标识自动读取待生成质心的零部件标识对应的安装孔坐标及连接信息，建立安装孔连接信息数据库，输出文本文件，在正确的坐标位置生成安装孔RBE2单元，以将待连接的部件标识关联到所需的安装孔的中心坐标，所述安装孔RBE2单元的主要节点为安装孔坐标点，所述安装孔RBE2单元的从属节点为孔口的连接点，其中，所述安装孔坐标包括安装孔的中心坐标，所述连接信息包括安装孔的中心坐标附近的预设公差范围内的孔特征，所述安装孔RBE2单元用于表示车身安装孔薄壁之间的连接。

6.根据权利要求1所述的整车质心自动化建模方法，其特征在于，所述在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元，具体包括：

在CAE模型中自动分析和拾取各部件标识对应的质心MASS单元的主要节点和安装孔RBE2单元的主要节点，将RBE2单元的主要节点作为质心连接RBE3单元的从属节点，生成质心连接RBE3单元，其中，所述质心连接RBE3单元用于表示质心与车身安装孔之间的连接。

7.根据权利要求1所述的整车质心自动化建模方法，其特征在于，所述整车质心自动化建模方法还包括：

对所述质心连接RBE3单元的连接状态进行检查，具体包括：

在CAE模型中自动比对连接信息。

8.一种整车质心自动化建模系统，其特征在于，包括：

整车CAD模型导入模块，用于在CAE模型中导入整车CAD模型；

质心及安装孔获取模块，用于获取各部件的CAD质心和安装孔信息；

质心MASS单元生成模块，用于在CAE模型中自动生成质心MASS单元；

安装孔RBE2单元生成模块，用于在CAE模型中自动生成安装孔RBE2单元；

质心连接RBE3单元生成模块，用于在CAE模型中自动生成用于连接质心与安装孔的质心连接RBE3单元。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中任一项所述的整车质心自动化建模方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的整车质心自动化建模方法。