一種汽車懸架參數(shù)化設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車的數(shù)字化設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車懸架參數(shù)化設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 懸架是現(xiàn)代汽車的一個重要總成，它把車身和車輪彈性的連接起來，主要作用是 傳遞車身與車輪之間所有的力和力矩、緩和由路面不平傳給車身的沖擊載荷，衰減由此引 起的承載系統(tǒng)的震動，控制車輪的運動規(guī)律，以保證汽車具有需要的平順性和操縱穩(wěn)定性。
[0003] 目前，汽車工程師在開發(fā)懸架的時候，首先根據(jù)整車要求選定懸架結(jié)構(gòu)形式，確定 平順性和穩(wěn)定性的性能參數(shù)。然后使用ADAMS(機械系統(tǒng)力學(xué)自動分析）等軟件建立懸架 動力學(xué)模型，通過不斷調(diào)整硬點（Hardpoint)，使各項性能參數(shù)達到預(yù)期數(shù)值。其中，設(shè)計硬 點是在汽車的總布置設(shè)計過程中，為保證零部件之間的協(xié)調(diào)和裝配關(guān)系及造型風(fēng)格要求所 確定的控制點或坐標、控制線、控制面及控制結(jié)構(gòu)的總稱。然后根據(jù)硬點進行具體部件結(jié)構(gòu) 設(shè)計，工程師所設(shè)計出的部件需要通過DMU運動校核和強度、疲勞分析。如無法通過，則需 調(diào)整硬點并重新設(shè)計部件結(jié)構(gòu)。如此循環(huán)，直至性能參數(shù)達到預(yù)期數(shù)值，同時結(jié)構(gòu)件運動過 程中不會出現(xiàn)相互干涉的情形并且滿足強度、疲勞等方面的要求。
[0004] 上述過程，調(diào)整硬點后需要重新設(shè)計部件結(jié)構(gòu)，屬重復(fù)性工作，大大延長了懸架開 發(fā)時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種汽車懸架參數(shù)化設(shè)計方法，可以減少 在設(shè)計懸架過程中進行設(shè)計變更時所需的工作量。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例的一方面提供一種汽車懸架參數(shù)化設(shè)計方 法，包括如下步驟： 根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)形式以及平順性和操縱穩(wěn)定性參數(shù)要求，使用ADAMS建立懸架系統(tǒng)的動 力學(xué)模型，獲得ADAMS硬點文件，所述ADAMS硬點文件中至少包括所述汽車懸架的各硬點的 位置信息； 讀取所述ADAMS硬點文件中各硬點的坐標數(shù)值，形成一個可修改的硬點表，所述硬點 表中包括各硬點坐標名稱，以及每一硬點對應(yīng)的坐標數(shù)值； 根據(jù)所述硬點表，建立一硬點CATPart模型，所述CATPart模型中包括所述汽車懸架的 所有硬點坐標； 對所述硬點CATpart模型進行參數(shù)化處理，使所述硬點CATpart模型與所述硬點表建 立關(guān)聯(lián)，并發(fā)布所述硬點CATpart模型中已關(guān)聯(lián)的各硬點； 根據(jù)所述硬點CATpart模型，建立所述汽車懸架各部件的CATpart點線模型，所述每個 部件的CATpart點線模型包括所述發(fā)布的硬點中相應(yīng)部分硬點，并保持相應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系， 根據(jù)所述部件的CATpart點線模型設(shè)計所述部件的詳細數(shù)模； 建立懸架系統(tǒng)點線DMU(DigitalMock-Up，電子樣機)模型，并將所述各部件的詳細數(shù) 模裝飾到所述懸架系統(tǒng)點線DMU模型的相應(yīng)點線部件上，獲得所述汽車懸架的參數(shù)化DMU模型； 對所述汽車懸架的參數(shù)化DMU模型進行運動校核，在滿足各部件的最小間隙要求后， 對所述汽車懸架的各部件進行強度、剛度以及耐久校核。
[0007] 其中，所述對所述汽車懸架的參數(shù)化DMU模型進行運動校核，在滿足各部件的最 小間隙要求后，對所述汽車懸架的各部件進行強度、剛度以及耐久校核的步驟進一步包 括： 若不滿足各部件的最小間隙要求，則在所述汽車懸架的參數(shù)化DMU模型上更改不滿足 要求的部件結(jié)構(gòu)，重新進行運動校核； 在滿足各部件的最小間隙要求后，對所述汽車懸架的各部件進行強度、剛度以及耐久 校核，若不滿足要求，則使用ADAMS建立調(diào)整當前懸架系統(tǒng)的動力學(xué)模型，獲得新的ADAMS 硬點文件，所述ADAMS新硬點文件中至少包括所述汽車懸架的各硬點的新位置信息，以所 述ADAMS新硬點文件替換當前的ADAMS硬點文件，從而自動獲得新的汽車懸架的參數(shù)化DMU 模型和各部件詳細數(shù)模，對所述新的汽車懸架的參數(shù)化DMU模型重新進行運校核，直至所 有部件滿足最小間隙要求、強度、剛度以及耐久要求。
[0008] 其中，所述建立一硬點CATPart模型的步驟具體為： 使用CATIA軟件將所述硬點表中的所有硬點信息導(dǎo)入到一個CATPart文件中，并將所 導(dǎo)入的各硬點調(diào)整為可編輯的點，形成硬點CATPart模型。
[0009] 其中，所述建立一個可修改的硬點表步驟包括： 使用Matlab(-種商業(yè)數(shù)學(xué)軟件）讀取所述ADAMS硬點文件中各硬點的坐標數(shù)值導(dǎo)入 一EXCEL文件中，在所述EXCEL文件的第一表單中存放有所述各硬點名稱及其坐標數(shù)值；在 所述EXCEL文件的第二表單的第一列放置硬點坐標名稱，第二列鏈接到第一表單中相應(yīng)的 坐標數(shù)值，所述EXCEL文件即為所述可修改的硬點表。
[0010] 其中，所述對所述硬點CATpart模型進行參數(shù)化處理，使所述硬點CATpart模型與 所述硬點表建立關(guān)聯(lián)，并發(fā)布所述硬點CATpart模型中已關(guān)聯(lián)的各硬點的步驟包括： 使用CATIA軟件的參數(shù)輸入功能將所述硬點表中的坐標名稱及其數(shù)值以長度參數(shù)的 形式導(dǎo)入所述硬點CATPart模型中； 使用CATIA軟件的設(shè)計表工具把所述硬點表以設(shè)計表的形式導(dǎo)入到所述硬點CATPart模型，導(dǎo)入時指明導(dǎo)入硬點表EXCEL文件第二表單； 使用CATIA軟件的公式編輯器工具把硬點CATPart模型中各硬點的坐標數(shù)值換成相應(yīng) 的設(shè)計參數(shù)； 使用CATIA軟件的發(fā)布工具發(fā)布所述硬點CATPart模型中的各硬點。
[0011] 其中，所述根據(jù)所述硬點CATpart模型，建立所述汽車懸架各部件的CATpart點 線模型，所述每個部件的CATpart點線模型包括所述發(fā)布的硬點中相應(yīng)部分硬點，并保持 相應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，根據(jù)所述部件的CATpart點線模型設(shè)計所述部件的詳細數(shù)模的步驟具體 為： 把所述硬點CATPart模型裝配至一個CATProduct文件下； 在所述CATProduct文件內(nèi)插入多個新建的部件的CATpart點線模型，每一部件的CATpart點線模型對應(yīng)一汽車懸架部件，在CATIA部件設(shè)計界面，使用硬點CATPart模型中 發(fā)布的相應(yīng)點建立所述部件的點線模型，并保持所述部件的CATpart點線模型中各硬點與 硬點表的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0012] 其中，所述建立懸架系統(tǒng)點線DMU模型并裝配到相應(yīng)的CATProduct文件下，并將 所述各部件的詳細數(shù)模裝飾到所述懸架系統(tǒng)點線DMU模型的相應(yīng)點線部件上，獲得所述汽 車懸架的參數(shù)化DMU模型的步驟具體為： 在CATIA軟件的DMU運動分析界面中，按照預(yù)訂的規(guī)則建立懸架系統(tǒng)點線DMU模型； 把所述懸架系統(tǒng)點線DMU模型和各部件數(shù)模裝配到同一個CATProduct文件中，使用 CATIA軟件機構(gòu)修飾工具把部件詳細數(shù)模修飾到點線DMU模型相應(yīng)的點線部件上，使部件 的詳細數(shù)模跟隨相對應(yīng)的點線模型一起運動，獲得懸架系統(tǒng)的參數(shù)化DMU模型。
[0013] 其中，所述根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)形式以及平順性和操縱穩(wěn)定性參數(shù)要求，使用ADAMS建 立懸架系統(tǒng)的動力學(xué)模型的步驟進一步包括： 選定懸架結(jié)構(gòu)形式； 根據(jù)平順性和操縱穩(wěn)定性參數(shù)要求，布置硬點位置并設(shè)計各懸架元件的性能參數(shù)，所 述操縱穩(wěn)定性參數(shù)至少包括偏頻、相對阻尼系數(shù)、側(cè)傾增益、轉(zhuǎn)向時內(nèi)外車輪的載荷轉(zhuǎn)移、 不足轉(zhuǎn)向度、抗制動點頭/加速后沉率； 根據(jù)所述硬點位置及各懸架元件的性能參數(shù)使用ADAMS建立懸架系統(tǒng)的動力學(xué)模型； 通過調(diào)整硬點位置和襯套、彈簧、減震器元件的性能參數(shù)，獲得所需要的平順性和操縱 穩(wěn)定性參數(shù)要求。
[0014] 實施本發(fā)明，具有如下的有益效果： 本發(fā)明所提出的懸架系統(tǒng)的設(shè)計方法，它使用一個硬點文件將懸架的動力學(xué)模型、部 件數(shù)模和懸架DMU模型等鏈接在一起，更改懸架硬點時，部件和DMU模型等隨之自動更改。 無需重新建模，極大的縮短了懸架產(chǎn)品開發(fā)周期； 本發(fā)明將懸架設(shè)計過程的所有步驟通過一個硬點表鏈接起來，極大地加快了產(chǎn)品開發(fā) 初期的設(shè)計變更響應(yīng)； 使用Matlab和EXCEL等軟件，將懸架設(shè)計過程中的每個步驟都鏈接起來，高度參數(shù) 化； 使用參數(shù)表建立參數(shù)化的零件點線模型，并搭建點線DMU模型，使不同車型可共用DMU模型，大大提高工作效率，縮短開發(fā)時間； 使用參數(shù)表建立部件局部坐標系，部件放置在其局部坐標系下，參數(shù)化了部件數(shù)模，使 零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作便捷、響應(yīng)迅速。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1是本發(fā)明提供的一種汽車懸架參數(shù)化設(shè)計方法的一個實施例的主流程示意 圖； 圖2是圖1中對設(shè)計表進行導(dǎo)入的界面示意圖； 圖3是按照圖1形成的懸架系統(tǒng)點線DMU模型的示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018] 本發(fā)明的實施例提供了一種汽車懸架參數(shù)化設(shè)計方法，如圖1所示，是本發(fā)明一 個實施例中的主流程圖，該方法包括如下步驟： 步驟S10、根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)形式以及平順性和操縱穩(wěn)定性參數(shù)要求，使用ADAMS建立懸架 系統(tǒng)的動力學(xué)模型，獲得ADAMS硬點文件，所述ADAMS硬點文件中至少包括所述汽車懸架的 各硬點的位置信息。
[0019] 本步驟具體地可包括：選定懸架結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)平順性和操縱穩(wěn)定性參數(shù)要求， 布置硬點位置并設(shè)計各懸架元件的性能參數(shù)，所述操縱穩(wěn)定性參數(shù)至少包括偏頻、相對阻 尼系數(shù)、側(cè)傾增益、轉(zhuǎn)向時內(nèi)外車輪的載荷轉(zhuǎn)移、不足轉(zhuǎn)向度、抗制動點頭/加速后沉率；根 據(jù)所述硬點位置及各懸架元件的性能參數(shù)使用ADAMS建立懸架系統(tǒng)的動力學(xué)模型；通過調(diào) 整硬點位置和襯套、彈簧、減震器元件的性能參數(shù)，獲得所需要的平順性和操縱穩(wěn)定性參數(shù) 要求。
[0020] 步驟S11、讀取所述ADAMS硬點文件中各硬點的坐標數(shù)值，形成一個可修改的硬點 表，所述硬點表中包括各硬點坐標名稱，以及每一硬點對應(yīng)的坐標數(shù)值。
[0021] 本步驟具體地可包括：使用Matlab(-種商業(yè)數(shù)學(xué)軟件）把步驟S10中的ADAMS 硬點文件里面的坐標數(shù)值讀取到EXCEL文件中的指定位置，形成一個可視的懸架硬點表， 此文件即可以作為CATIA軟件讀取的CATIA設(shè)計表。其中，在所述EXCEL文件的第一表單 中存放有所述各硬點名稱及其坐標數(shù)值