一種模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，包括如下步驟：（1）在汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)階段，利用計(jì)算機(jī)軟件建立汽車有限元模型；（2）定義瞬態(tài)激勵(lì)緩沖條或三角形凸塊尺寸模型；（3）計(jì)算加載參數(shù)；（4）模擬汽車左右輪同時(shí)，并且前后輪先后以一定車速通過緩沖條或三角形凸塊；（5）計(jì)算汽車在一定時(shí)間下輸入確定信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)。縮短研發(fā)周期；節(jié)約研發(fā)成本；操作便利；通過軟件計(jì)算一款車的整車平順性只需要2-3個(gè)小時(shí)，并且，很容易通過有限元方法提高改善汽車的平順性。
【專利說明】一種模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，具體涉及一種模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車平順性是指汽車在一般行駛速度范圍內(nèi)行駛時(shí)，能保證乘員不會(huì)因車身振動(dòng)與沖擊而引起不舒服和疲勞的感覺，以及保持所運(yùn)貨物完整無損的性能。它是汽車各項(xiàng)性能中一個(gè)很重要的指標(biāo)，它的好壞不僅影響到駕駛員、乘員的疲勞程度、舒適性及貨物安全可靠的運(yùn)輸，而且也影響著汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性等問題。研究汽車平順性的主要目的就是控制汽車振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，使振動(dòng)的“輸出”在給定工況的“輸入”下不超過一定界限，以保持乘員的舒適性。隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)汽車特別是家庭轎車的平順性要求越來越高，因此如何提高汽車的平順性就顯得尤為重要?，F(xiàn)階段汽車平順性基本采用實(shí)車測(cè)試的方法，國家對(duì)汽車平順性試驗(yàn)方法也做了相關(guān)規(guī)定。通過實(shí)車測(cè)試的方法評(píng)估汽車的平順性有以下缺點(diǎn):
[0003]?增加了研發(fā)周期；
[0004]?增加了研發(fā)費(fèi)用；
[0005].改善提高比較困難；
[0006]?采用實(shí)車測(cè)試的方法評(píng)估汽車的平順性，這一階段必是在研發(fā)后期，此時(shí)的研發(fā)數(shù)據(jù)都已經(jīng)凍結(jié)。如在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)平順性不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，那么改善提高的空間相對(duì)很小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種在汽車設(shè)計(jì)研發(fā)階段利用計(jì)算機(jī)軟件預(yù)估汽車平順性性能的有限元分析方法。在汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)階段，利用計(jì)算機(jī)軟件建立汽車有限元模型，基于NASTRAN軟件計(jì)算汽車在一定時(shí)間下輸入確定信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)，左右輪同時(shí)，前后輪先后通過緩沖條或三角形凸塊，響應(yīng)類型有方向盤、座椅導(dǎo)軌、輪心的振動(dòng)，以及車內(nèi)的噪聲等。
[0008]具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，包括如下步驟:
[0010](I)在汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)階段，利用計(jì)算機(jī)軟件建立汽車有限元模型；
[0011](2)定義瞬態(tài)激勵(lì)緩沖條或三角形凸塊尺寸模型；
[0012](3)計(jì)算加載參數(shù)；
[0013](4)模擬汽車左右輪同時(shí)，并且前后輪先后以一定車速通過緩沖條或三角形凸塊；
[0014](5)計(jì)算汽車在一定時(shí)間下輸入確定信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)。
[0015]進(jìn)一步地，步驟(I)中汽車有限元模型包括車身、開啟件、底盤、內(nèi)外飾附件等。
[0016]進(jìn)一步地,步驟(2)中采用正弦緩沖條。[0017]進(jìn)一步地，瞬態(tài)激勵(lì)緩沖條為180mm*30mm的1/2正弦緩沖條。
[0018]進(jìn)一步地，步驟(3)中所述參數(shù)包括:通過緩沖條的速度，通過緩沖條的時(shí)間和前后輪延遲的時(shí)間，采用等效力法轉(zhuǎn)換緩沖條的高度，等效力的大小等于輪胎的剛度與緩沖條高度的乘積。
[0019]進(jìn)一步地,進(jìn)一步包括步驟(6):輸出計(jì)算響應(yīng)曲線。
[0020]進(jìn)一步地，響應(yīng)曲線包括前后輪心加速度響應(yīng)曲線及方向盤振動(dòng)曲線。
[0021]進(jìn)一步地，步驟(4)中的加載點(diǎn)為四輪與地面的接觸點(diǎn)。
[0022]進(jìn)一步地，步驟(5)中的所述瞬態(tài)響應(yīng)包括車內(nèi)振動(dòng)與噪聲。
[0023]進(jìn)一步地，基于NASTRAN軟件計(jì)算汽車在一定時(shí)間下輸入確定信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)，和/或，所述車內(nèi)振動(dòng)與噪聲包括方向盤、座椅導(dǎo)軌、輪心的振動(dòng)響應(yīng)以及車內(nèi)的噪聲。
[0024]與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0025].縮短研發(fā)周期；
[0026].節(jié)約研發(fā)成本；
[0027].操作便利；
[0028].通過軟件計(jì)算一款車的整車平順性只需要2-3個(gè)小時(shí)，并且，很容易通過有限元方法提高改善汽車的平順性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明某車型有限元模型
[0030]圖2為正弦緩沖條斷面尺寸形狀
[0031]圖3為瞬態(tài)分析加載點(diǎn)示意圖
[0032]圖4為瞬態(tài)分析前后輪心加速度響應(yīng)曲線，實(shí)線為前輪心，虛線為后輪心
[0033]圖5為瞬態(tài)分析方向盤振動(dòng)加速度響應(yīng)曲線，實(shí)線為方向盤的三點(diǎn)鐘響應(yīng)曲線，虛線為方向盤的十二點(diǎn)鐘響應(yīng)曲線
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種優(yōu)選實(shí)施例。
[0035]計(jì)算某車型以30km/h的車速通過尺寸為180mm*30mm的1/2正弦緩沖條,并輸出輪心的及方向盤的振動(dòng)響應(yīng)。該車型的軸距為2548mm。
[0036]1，利用計(jì)算機(jī)軟件建立某車型有限元模型，包括車身、開啟件、底盤、內(nèi)外飾附件等，見圖1。
[0037]2，定義瞬態(tài)激勵(lì)緩沖條尺寸模型(本分析以1/2正弦緩沖條為例)，見圖2。
[0038]3，計(jì)算加載參數(shù)。
[0039]本例計(jì)算中，單位采用如下:長度(mm)、時(shí)間(S)、重量(kg)、密度(kg/mm3),相關(guān)參數(shù)為:
[0040]通過緩沖條的速度:V=30Km/h=8333.3mm/s ；
[0041]通過緩沖條的時(shí)間:T=180mm/8333.3mm/s=0.0216s ；
[0042]前后輪延遲的時(shí)間:DELAY=2548mm/8333.3mm/s=0.306s ；[0043]采用等效力法轉(zhuǎn)換緩沖條的高度，等效力的大小等于輪胎的剛度與緩沖條高度的乘積。
[0044]4，加載點(diǎn)與響應(yīng)點(diǎn)。汽車左右輪同時(shí)，并且前后輪先后以30Km/h的車速通過緩沖條，輸出為方向盤、座椅導(dǎo)軌、輪心的響應(yīng)以及車內(nèi)的噪聲。加載點(diǎn)為四輪與地面的接觸點(diǎn)，見圖3。
[0045]5，輸出計(jì)算響應(yīng)曲線。本例以輸出前后輪心加速度響應(yīng)曲線及方向盤振動(dòng)曲線為例，見圖4、圖5。
[0046]本實(shí)施例具有如下優(yōu)勢(shì):
[0047]1.在開發(fā)初期利用CAE分析方法預(yù)估汽車平順性；
[0048]2.縮短研發(fā)周期，有利控制研發(fā)成本；
[0049]3.預(yù)估汽車通過緩沖塊或三角形凸塊時(shí)的車內(nèi)振動(dòng)與噪聲，提高乘客舒適性。
[0050]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在汽車的設(shè)計(jì)研發(fā)階段，利用計(jì)算機(jī)軟件建立汽車有限元模型； (2)定義瞬態(tài)激勵(lì)緩沖條或三角形凸塊尺寸模型； (3)計(jì)算加載參數(shù)； (4)模擬汽車左右輪同時(shí)，并且前后輪先后以一定車速通過緩沖條或三角形凸塊； (5)計(jì)算汽車在一定時(shí)間下輸入確定信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，步驟(I)中汽車有限元模型包括車身、開啟件、底盤、內(nèi)外飾附件等。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，步驟(2)中采用正弦緩沖條。
4.如權(quán)利要求3所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，瞬態(tài)激勵(lì)緩沖條為180mm*30mm的1/2正弦緩沖條。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，步驟(3)中所述參數(shù)包括:通過緩沖條的速度，通過緩沖條的時(shí)間和前后輪延遲的時(shí)間，采用等效力法轉(zhuǎn)換緩沖條的高度，等效力的大小等于輪胎的剛度與緩沖條高度的乘積。
6.如權(quán)利要求1所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，進(jìn)一步包括步驟(6):輸出計(jì)算響應(yīng)曲線。
7.如權(quán)利要求6所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，響應(yīng)曲線包括前后輪心加速度響應(yīng)曲線及方向盤振動(dòng)曲線。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，步驟(4 )中的加載點(diǎn)為四輪與地面的接觸點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，步驟(5 )中的所述瞬態(tài)響應(yīng)包括車內(nèi)振動(dòng)與噪聲。
10.如權(quán)利要求9所述的模擬整車在脈沖輸入下平順性的有限元分析方法，其特征在于，基于NASTRAN軟件計(jì)算汽車在一定時(shí)間下輸入確定信號(hào)的瞬態(tài)響應(yīng)，和/或，所述車內(nèi)振動(dòng)與噪聲包括方向盤、座椅導(dǎo)軌、輪心的振動(dòng)響應(yīng)以及車內(nèi)的噪聲。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103473395SQ201310367637
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】李暢, 田冠男, 王君 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司