CN112131672A - 耐久载荷谱仿真方法、设备、存储介质及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐久载荷谱仿真方法、设备、存储介质及装置，本发明通过获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据，根据整车数据通过虚拟迭代模型生成待检测车辆的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息并构建待检测车辆对应的多体动力学模型；根据轮心五分力信息、等效3D路面信息以及多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果，由于是基于基础车型的数据信息确定待检测车辆的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息，并对待检测车辆对应的多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，本发明不需要对待检测车辆进行实车路谱采集，并在开发前期即可获得耐久仿真载荷谱，对耐久性能进行仿真评估，节省了路谱采集费用，且缩短了项目开发周期。

Description

耐久载荷谱仿真方法、设备、存储介质及装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种耐久载荷谱仿真方法、设备、存储介质及装置。

背景技术

目前，随着汽车行业的发展对汽车安全性、耐久性以及功能性要求不断提高，使得车辆耐久仿真载荷谱对于整车结构耐久仿真精度的影响至关重要，针对新车型的整车结构耐久性能测试，现有的技术是通过采用实车在试验场进行耐久测试，从而导致对于车辆耐久性能测试周期长，人力和费用支出大。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种耐久载荷谱仿真方法、设备、存储介质及装置，旨在解决现有技术中对于车辆项目开发前期无实车采集路谱的情况下，获取车辆耐久载荷谱的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种耐久载荷谱仿真方法，所述耐久载荷谱仿真方法包括以下步骤：

获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据；

根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据；

基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；

获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值，并根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息；

获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；

根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型；

根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。

优选地，所述根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据的步骤，具体包括：

从所述整车数据中提取所述基础车型的路谱参数；

根据所述路谱参数构建不包含Ftire轮胎的基础车型所对应的第一多体动力学模型；

基于所述第一多体动力学模型从所述路谱参数中获取所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据。

优选地，所述基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

获取Ftire轮胎模型，并将所述Ftire轮胎模型加入所述第一多体动力学模型中生成第二多体动力学模型；

根据所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据生成所述基础车型的初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息；

对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

优选地，所述对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

将所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息作为所述第二多体动力学模型的初始驱动激励，并驱动第二多体动力学模型；

基于虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

优选地，所述根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息的步骤，包括：

获取所述基础车型在不同特征路段对应的行驶车速；

根据所述轴距变化值和所述行驶车速对所述等效3D路面信息中包含的时间轴数据进行相位平移，并获得平移结果；

根据所述平移结果对所述等效3D路面信息进行更新，获得待检测车辆的目标等效3D路面信息。

优选地，所述获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并根据所述轴荷比值确定所述待检测车辆的轮心五分力对应的时域数据；

根据所述平移结果和所述时域数据果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

优选地，所述根据所述平移结果和所述时域数据果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

根据所述平移结果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息中的后悬架轮心五分力驱动信息进行更新，并获得所述待检测车辆的后悬架轮心五分力驱动信息；

根据所述后悬架轮心五分力驱动信息和所述基础车型的轮心五分力驱动信息确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种耐久载荷谱仿真设备，所述耐久载荷谱仿真设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的耐久载荷谱仿真程序，所述耐久载荷谱仿真程序配置为实现如上文所述的耐久载荷谱仿真的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有耐久载荷谱仿真程序，所述耐久载荷谱仿真程序被处理器执行时实现如上文所述的耐久载荷谱仿真方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种耐久载荷谱仿真装置，所述耐久载荷谱仿真装置包括：

所述数据获取模块，用于获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据；

所述数据获取模块，还用于根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据；

所述虚拟迭代模块，用于基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；

所述数据获取模块，还用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值；

所述数据更新模块，用于根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息；

所述数据获取模块，还用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；

所述模型构建模块，用于根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型；

所述驱动仿真模块。用于根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。

本发明通过获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据，根据整车数据确定基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据，并通过虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；获取待检测车辆与基础车型之间的轴距变化值并根据轴距变化值对等效3D路面信息进行更新，以获得待检测车辆的目标等效3D路面信息；获取待检测车辆与基础车型之间的轴荷比值并基于轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；根据整车数据构建待检测车辆对应的多体动力学模型；根据目标轮心五分力驱动信息、目标等效3D路面信息以及多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果，由于是根据基础车型的整车数据确定前后悬架轴头垂向位移驱动数据，并根据基础车型和待检测车辆之间的轴距变化值和轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力信息、目标等效3D路面信息，并对待检测车辆对应的多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，本发明相对于现有技术对于同底盘平台的待检测车辆开发，不需要对待检测车辆进行实车路谱采集，并且在待检测车辆开发前期即可获得耐久仿真载荷谱，对整车结构耐久性能进行仿真评估，因此节省了路谱采集费用，且缩短了项目开发周期。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的耐久载荷谱仿真设备的结构示意图；

图2为本发明耐久载荷谱仿真方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明耐久载荷谱仿真方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明耐久载荷谱仿真方法第三实施例的流程示意图；

图5为本发明耐久载荷谱仿真装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的耐久载荷谱仿真设备结构示意图。

如图1所示，该耐久载荷谱仿真设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口，对于用户接口1003的有线接口在本发明中可为USB接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的存储器(Non-volatileMemory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对耐久载荷谱仿真设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，认定为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及耐久载荷谱仿真程序。

在图1所示的耐久载荷谱仿真设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与所述后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备；所述耐久载荷谱仿真设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的耐久载荷谱仿真程序，并执行本发明实施例提供的耐久载荷谱仿真方法。

基于上述硬件结构，提出本发明耐久载荷谱仿真方法的实施例。

参照图2，图2为本发明耐久载荷谱仿真方法第一实施例的流程示意图，提出本发明耐久载荷谱仿真方法第一实施例。

在第一实施例中，所述耐久载荷谱仿真方法包括以下步骤：

步骤S10：获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据。

需说明的是，本实施例的执行主体可以是车载电脑，车载电脑是专门针对汽车特殊运行环境及电器电路特点开发的具有抗高温、抗尘、抗震功能并能与汽车电子电路相融合的专用汽车信息化产品。本实施例车载电脑可以是包含耐久载荷谱仿真软件的设备。

应理解的是，待检测车辆可以是需要进行耐久测试的车辆，基础车型可以是与待检测车辆同底盘的车型，也可以是包含耐久测试数据与待检测车辆同底盘的车型；整车数据可以是指技术资料中的整车技术数据，主要包括基础车型的路谱参数、车型参数、整车尺寸参数、整车质量参数、整车性能参数等。。

具体实现中，车载电脑可以从历史数据库中获取与待检测车辆同底盘的基础车型的路谱参数、车型参数、整车尺寸参数、整车质量参数、整车性能参数等数据，例如，路谱参数可以包含轴头六分力、轴头加速度、悬架位移、减震器力等数据，车载电脑可以根据从路谱参数中提取悬架位移从而确定基础车型前后悬架轴头垂向位移驱动数据，该前后悬架轴头垂向位移数据可以作为基础车型在试验场路面行驶时通过轮胎力对车辆的4个轴头的垂向驱动激励数据。

步骤S20：根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据。

需说明的是，悬架是汽车的车架与车轮之间的传力连接装置的总称，可以由弹性元件、导向机构以及减震器等组成。前悬架可以是连接前轮与车身的悬架，后悬架可以是连接后轮与车身的悬架，前后悬架轴头垂向驱动数据可以是指前悬架对应的轴头垂向位移驱动数据和后悬架对应的轴头垂向位移驱动数据。轴头可以是支撑车辆转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件的两端部分，轴头垂向位移可以是轴头垂直方向的位移，可以根据轴头垂向加速度计算得到。

具体实现中，车载电脑从整车数据中提取路谱参数，所述路谱参数包含轴头六分力、轴头加速度、悬架位移、减震器力等数据，根据路谱参数确定基础车型前悬架轴头垂向位移和后悬架轴头垂向位移。

步骤S30：基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

需说明的是，虚拟迭代模型可以是用来精确数值的模型，可以用来计算车辆行驶时动态输入的垂向位移，等效3D路面信息可以是基础车型在试验场驾驶时对路面进行三维建模所产生的虚拟路面信息。轮心五分力是除去轮心六分力中垂直方向力剩下五个方向的力。

具体实现中，在对车辆进行疲劳分析时，需要精确轴头垂向位移驱动数据，可以通过虚拟迭代模型对垂向位移进行精度虚拟迭代，并基于前后悬架轴头垂向位移驱动数据生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

步骤S40：获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值，并根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息。

需说明的是，轴距可以是汽车前轴中心到后轴中心的距离，即，通过汽车同一侧面相邻两车轮中心，并垂直于汽车纵向对称平面的两垂线之间的距离。轴距变化值可以是待检测车辆相对于基础车型轴距的变化值。

具体实现中，由于待检测车辆与基础车型为同一底盘平台，因此待检测车辆与基础车型在相同试验场特征路面上行驶时，每个车轮行驶过等效3D路面是相同的，但是由于待检测车辆相对于基础车型会有轴距的变化，根据所述轴距的变化对等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息，例如，在试验场设置的特征路段可以有沥青路段，沙土路段和各种不同的砂石路段，以便进行强化、耐久性试验，车载电脑根据每个路段行驶时轴距的变化对基础车型对应的等效3D路面信息进行更新，以获得待检测车辆的目标等效3D路面信息。

步骤S50：获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

需说明的是，轴荷可以是每根车轴允许分摊的最大重量，轴荷比值可以是待检测车辆每根车轴允许分摊的最大整车重量相对于基础车型每根车轴允许分摊的最大整车重量的比值，目标轮心五分力驱动信息可以是待检测车辆的轴头上除去垂向力所剩下的两个方向的力Fx'、Fy',三个力矩Tx'、Ty'、Tz'。

具体实现中，在对车辆进行耐久性测试时，待检测车辆与基础车型为同一底盘平台，考虑到待检测车辆与基础车型为同底盘平台，即悬架类型相同、轮胎型号相同，在车轮以相同速度驶过同一路面时，轮心六分力会受到轴荷差异的影响，除去受轴荷影响最大且存在一定非线性的车轮垂向力外，轮心其他五分力大小可近似与轴荷成线性正比例关系，因此待检测车辆与基础车型在相同试验场特征路面上行驶时，可通过待检测车辆与基础车型之间的轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

步骤S60：根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型。

需说明的是，多体动力学模型可以是包含底盘平台、前后悬架以及集成控制所需运动参数的整车模型。整车模型包括4轮Ftire子***、前悬架子***、后悬架子***、转向子***、动力总成子***、车身子***等

具体实现中，车载电脑可以从整车数据中提取包含底盘平台、前后悬架以及集成控制所需运动参数构建多体动力学模型。

步骤S70：根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。

需说明的是，耐久载荷谱仿真可以是将待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息和目标等效3D路面信息作为多体动力学模型的输入，进行虚拟仿真分析，进而获得待检测车辆的耐久载荷谱。

具体实现中，车载电脑通过耐久载荷谱仿真软件将待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息和目标等效3D路面信息作为多体动力学模型的输入，进行虚拟仿真分析，进而获得待检测车辆的耐久载荷谱。

本施例通过获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据，根据整车数据确定基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据，并通过虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；获取待检测车辆与基础车型之间的轴距变化值并根据轴距变化值对等效3D路面信息进行更新，以获得待检测车辆的目标等效3D路面信息；获取待检测车辆与基础车型之间的轴荷比值并基于轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；根据整车数据构建待检测车辆对应的多体动力学模型；根据目标轮心五分力驱动信息、目标等效3D路面信息以及多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果，由于是根据基础车型的整车数据确定前后悬架轴头垂向位移驱动数据，并根据基础车型和待检测车辆之间的轴距变化值和轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息、目标等效3D路面信息，并对待检测车辆对应的多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，本实施例相对于现有技术对于同底盘平台的待检测车辆开发，不需要对待检测车辆进行实车路谱采集，并且在待检测车辆开发前期即可获得耐久仿真载荷谱，对整车结构耐久性能进行仿真评估，因此节省了路谱采集费用，且缩短了项目开发周期。

参照图3，图3为本发明耐久载荷谱仿真方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明耐久载荷谱仿真方法的第二实施例。

在第二实施例中，所述步骤S20，包括：

步骤S201：从所述整车数据中提取所述基础车型的路谱参数。

需说明的是，路谱可以是指道路路面谱，路谱参数可以是从整车数据中提取基础车型的加速度参数、位移参数以及力载荷参数等数据。

具体实现中，车载电脑可以从整车数据中提取基础车型的加速度参数、位移参数以及力载荷参数等数据确定所需的路谱参数。

步骤S202：根据所述路谱参数构建不包含Ftire轮胎模型的基础车型所对应的第一多体动力学模型。

需说明的是，Ftire轮胎模型(Flexible Structure Tire Model)可以是完全的三维非线性的平面内和平面外的仿真模型。Ftire轮胎模型可用于滚动迟滞、胎侧接触以及轮胎误用等工况的模拟。

可理解的是，第一多体动力学模型可以是不包含Ftire轮胎模型与基础车型对应的多体动力学模型。

具体实现中，车载电脑根据路谱参数中基础车型对应的轴头六分力、轴头加速度、悬架位移、减震器力等数据通过虚拟迭代模型构建不含Ftire轮胎模型的多体动力学模型。

步骤S203：基于所述第一多体动力学模型从所述路谱参数中获取所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据。

具体实现中，车载电脑基于构建的不含Ftire轮胎模型的第一多体动力学模型通过虚拟迭代将路谱参数中包含的轴头六分力、轴头加速度、悬架位移、减震器力等数据进行精确计算，并获得基础车型的前悬架轴头垂向位移驱动数据和后悬架轴头垂向位移驱动数据。

进一步地，为了让仿真结果更精确，对前后悬架轴头垂向位移驱动数据进行迭代操作，具体包括：获取Ftire轮胎模型，并将所述Ftire轮胎模型加入所述第一多体动力学模型中生成第二多体动力学模型；根据所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据生成所述基础车型的初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息；对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

需说明的是，第二多体动力学模型可以是包含Ftire轮胎模型并可在虚拟3D路面上行驶的整车多体动力学模型，初始等效3D路面信息可以是根据基础车型前后悬架轴头垂向位移驱动数据生成路面初始信息，初始轮心五分力驱动信息可以是根据基础车型对应的初始等效3D路面信息在迭代过程中，在轮心建立初始轮心五分力驱动所产生的数据信息，初始轮心五分力驱动信息是包含两个方向的力Fx、Fy与三个力矩Tx、Ty、Tz。

可理解的是，基础车型的等效3D路面信息可以是根据初始等效3D路面信息进行虚拟迭代后所产生的路面信息，基础车型的轮心五分力驱动信息可以是根据初始轮心五分力驱动信息进行虚拟迭代所产的驱动信息。

具体实现中，车载电脑根据第一多体动力学模型加入Ftire轮胎模型构建可在虚拟3D路面上行驶的第二多体动力学模型，根据第二多体动力学模型和轴头垂向位移驱动数据进行虚拟迭代生成基础车型对应的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

进一步地，为了精确等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息，可以通过对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息的步骤，包括：将所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息作为所述第二多体动力学模型的初始驱动激励；基于所述第二多体动力学模型包含的虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

需说明的是，初始驱动激励可以是作用于机械部件上的力，并根据初始轮心五分力驱动信息中包含的加速度激励和力激励对第二多体动力学模型进行驱动，虚拟迭代模型可以是多体仿真对时域模型激发值的确定时进行迭代的模型，在进行耐久测试时，可以根据所需精度重现内部测量的方式来调整外部作用在结构上的载荷。

具体实现中，车载电脑可利用虚拟迭代模型简化耐久测试时的步骤，例如，耗时的结构力测量或者用测力传感器测量车轮载荷的流程，车载电脑可通过虚拟迭代获得所需的参数，简化流程。

本实施例通过获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据，从所述整车数据中提取所述基础车型的路谱参数，根据所述路谱参数构建不包含Ftire轮胎的基础车型所对应的第一多体动力学模型，基于所述第一多体动力学模型从所述路谱参数中获取所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据，基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值；根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息；获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型；根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。由于是根据基础车型对应的等效3D路面信息确定待检测车辆对应的目标等效3D路面信息，本实施例相较于现有技术不需要进行试验场3D路面扫描，通过虚拟迭代的方法获取精度较高的等效3D路面，节省试验场3D路面扫描费用。。

参照图4，图4为本发明耐久载荷谱仿真第三实施例的流程示意图，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明耐久载荷谱仿真的第三实施例。

在第三实施例中，所述步骤S40，包括：

步骤S401：获取所述基础车型在不同特征路段对应的行驶车速。

需说明的是，特征路段可以是高速环形跑道、直线跑道、扭曲试验路以及耐久性试验路等，行驶车速可以是基础车型在不同特征路段行驶的车速，例如，车辆在扭曲试验路上行驶时，车身、车架、前后轴、悬架以及汽车传动系都会产生扭转，从而考验这些部件的性能，也可以监测不同行驶路段车速改变时，部件性能是否改变。

具体实现中，车载电脑可以获取基础车型在不同特征路段的行驶车速，也可以从基础车型在历史测试时经过不同路段的行驶车速。

步骤S402：根据所述轴距变化值和所述行驶车速对所述等效3D路面信息中包含的时间轴数据进行相位平移，并获得平移结果。

需说明的是，时间轴数据可以是基础车型等效3D路面信息对应的信号在时域下的时间轴对应的数据。平移结果可以是基础车型等效3D路面信息对应的信号在时域下的时间轴对应的数据进行相位平移后生成的时域图形。

具体实现中，车载电脑根据轴距变化值和行驶车速对基础车型等效3D路面信息中的时域信号对应的相位进行平移，生成待检测车辆等效3D路面信息对应的时域图形。

步骤S403：根据所述平移结果对所述等效3D路面信息进行更新，获得待检测车辆的目标等效3D路面信息。

具体实现中，待检测车辆与基础车型为同一底盘平台，车载电脑可以根据基础车型等效3D路面信息对应的信号在时域对应的时间轴数据进行相位平移后生成的时域图形生成目标等效3D路面信息。

进一步地，为了更高效的确定待检测车辆的轮心五分力驱动信息可通过获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并根据所述轴荷比值确定所述待检测车辆的轮心五分力对应的时域数据；根据所述平移结果和所述时域数据对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

需说明的是，时域数据可以是根据轴荷比值确定待检测车辆轮心五分力驱动的时域曲线对应的数据。

具体实现中，由于待检测车辆与基础车型为同一底盘平台，车载电脑可通过待检测车辆与基础车型之间的轴荷比值和基础车型轮心五分力驱动信息中Fx、Fy、Tx、Ty、Tz对应的时域曲线确定待检测车辆对应的时域曲线，并根据待检测车辆对应的时域曲线确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

进一步地，为了更精确获得待检测车辆前后悬架对应的轮心五分力驱动信息，所述根据所述平移结果和所述时域数据果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息的步骤，包括：根据所述平移结果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息中的后悬架轮心五分力驱动信息进行更新，并获得所述待检测车辆的后悬架轮心五分力驱动信息；根据所述后悬架轮心五分力驱动信息和所述基础车型的轮心五分力驱动信息确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

需说明的是，后悬架轮心五分力驱动信息可以是根据基础车型对应的后悬架轮心五分力驱动信息基于轴距变化值和行驶车速进行时间轴上相位的平移后获得的驱动信息。目标轮心五分力驱动信息可以是待检测车辆前后悬架对应的轮心五分力驱动信息。

具体实现中，由于待检测车辆与基础车型为同一底盘平台，待检测车辆对应的前悬架轮心五分力驱动信息可根据待检测车辆与基础车型之间的轴荷比值确定，但由于后悬架轮心五分力驱动信息会根据轴距变化和行驶车速进行时间轴上相位的平移，因此车载电脑可根据平移后的结果确定待检测车辆对应的后悬架轮心五分力驱动，并根据待检测车辆对应的前后悬架轮心五分力驱动信息确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

本实施例中通过获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据，根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据，基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息，获取所述基础车型在不同特征路段对应的行驶车速，根据所述轴距变化值和所述行驶车速对所述等效3D路面信息中包含的时间轴数据进行相位平移，并获得平移结果；根据所述平移结果对所述等效3D路面信息进行更新，获得待检测车辆的目标等效3D路面信息，获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息，根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型，根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果，由于是基于基础车型构建包含Ftire轮胎模型的多体动力学模型，并根据目标轮心五分力信息、所述目标等效3D路面信息驱动多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，以获得仿真结果，本实施例相对于现有技术通过构建包含等效3D路面和Ftire轮胎的模型，可以通过整车参数的调整对耐久载荷谱影响的仿真预测。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有耐久载荷谱仿真程序，所述耐久载荷谱仿真程序被处理器执行时实现如上文所述的耐久载荷谱仿真方法的步骤。

参照图5，图5为本发明耐久载荷谱仿真装置第一实施例的结构框图。

如图5所示，本发明实施例提出的耐久载荷谱仿真装置包括：

数据获取模块10，用于获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据；

所述数据获取模块10，还用于根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据；

虚拟迭代模块20，用于基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；

数据更新模块30，用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值，并根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息；

所述数据更新模块30，还用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；

模型构建模块40，用于根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型。

驱动仿真模块50，用于根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。

本施例通过获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据，根据整车数据确定基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据，并通过虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；获取待检测车辆与基础车型之间的轴距变化值并根据轴距变化值对等效3D路面信息进行更新，以获得待检测车辆的目标等效3D路面信息；获取待检测车辆与基础车型之间的轴荷比值并基于轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；根据整车数据构建待检测车辆对应的多体动力学模型；根据目标轮心五分力驱动信息、目标等效3D路面信息以及多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果，由于是根据基础车型的整车数据确定前后悬架轴头垂向位移驱动数据，并根据基础车型和待检测车辆之间的轴距变化值和轴荷比值确定待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息、目标等效3D路面信息，并对待检测车辆对应的多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，本实施例相对于现有技术对于同底盘平台的待检测车辆开发，不需要对待检测车辆进行实车路谱采集，并且在待检测车辆开发前期即可获得耐久仿真载荷谱，对整车结构耐久性能进行仿真评估，因此节省了路谱采集费用，且缩短了项目开发周期。

进一步地，所述数据获取模块10还用于从所述整车数据中提取所述基础车型的路谱参数；根据所述路谱参数构建不包含Ftire轮胎的基础车型所对应的第一多体动力学模型；基于所述第一多体动力学模型从所述路谱参数中获取所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据。

进一步地，所述数据获取模块10还用于获取Ftire轮胎模型，并将所述Ftire轮胎模型加入所述第一多体动力学模型中生成第二多体动力学模型；根据所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据生成所述基础车型的初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息；对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

进一步地，所述数据获取模块10还用于将所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息作为所述第二多体动力学模型的初始驱动激励，并根据所述初始驱动激励驱动第二多体动力学模型；基于所述第二多体动力学模型包含的虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

进一步地，所述数据更新模块30还用于获取所述基础车型在不同特征路段对应的行驶车速；根据所述轴距变化值和所述行驶车速对所述等效3D路面信息中包含的时间轴数据进行相位平移，并获得平移结果；根据所述平移结果对所述等效3D路面信息进行更新，获得待检测车辆的目标等效3D路面信息。

进一步地，所述数据更新模块30还用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并根据所述轴荷比值确定所述待检测车辆的轮心五分力对应的时域数据；根据所述平移结果和所述时域数据果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

进一步地，所述数据更新模块30还用于根据所述平移结果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息中的后悬架轮心五分力驱动信息进行更新，并获得所述待检测车辆的后悬架轮心五分力驱动信息；根据所述后悬架轮心五分力驱动信息和所述基础车型的轮心五分力驱动信息确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有耐久载荷谱仿真程序，所述耐久载荷谱仿真程序被处理器执行时实现如上文所述的耐久载荷谱仿真方法的步骤。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的耐久载荷谱仿真方法，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为名称。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器镜像(Read Only Memory image，ROM)/随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐久载荷谱仿真方法，其特征在于，所述耐久载荷谱仿真方法包括以下步骤：

获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据；

根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据；

基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；

获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值；

根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息；

获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；

根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型；

根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。

2.如权利要求1所述的耐久载荷谱仿真方法，其特征在于，所述根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据的步骤，具体包括：

从所述整车数据中提取所述基础车型的路谱参数；

根据所述路谱参数构建不包含Ftire轮胎的基础车型所对应的第一多体动力学模型；

基于所述第一多体动力学模型从所述路谱参数中获取所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据。

3.如权利要求2所述的耐久载荷谱仿真方法，其特征在于，所述基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

获取Ftire轮胎模型，并将所述Ftire轮胎模型加入所述第一多体动力学模型中生成第二多体动力学模型；

根据所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据生成所述基础车型的初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息；

对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

4.如权利要求3所述的耐久载荷谱仿真方法，其特征在于，所述对所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息进行迭代操作，以生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

将所述初始等效3D路面信息及初始轮心五分力驱动信息作为所述第二多体动力学模型的初始驱动激励，并根据所述初始驱动激励驱动第二多体动力学模型；

基于所述第二多体动力学模型包含的虚拟迭代模型生成基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息。

5.如权利要求1所述的耐久载荷谱仿真方法，其特征在于，所述根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息的步骤，包括：

获取所述基础车型在不同特征路段对应的行驶车速；

根据所述轴距变化值和所述行驶车速对所述等效3D路面信息中包含的时间轴数据进行相位平移，并获得平移结果；

根据所述平移结果对所述等效3D路面信息进行更新，获得待检测车辆的目标等效3D路面信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并根据所述轴荷比值确定所述待检测车辆的轮心五分力对应的时域数据；

根据所述平移结果和所述时域数据果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述平移结果和所述时域数据果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息的步骤，包括：

根据所述平移结果对所述基础车型的轮心五分力驱动信息中的后悬架轮心五分力驱动信息进行更新，并获得所述待检测车辆的后悬架轮心五分力驱动信息；

根据所述后悬架轮心五分力驱动信息和所述基础车型的轮心五分力驱动信息确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息。

8.一种耐久载荷谱仿真设备，其特征在于，所述耐久载荷谱仿真设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的耐久载荷谱仿真程序，所述耐久载荷谱仿真程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的耐久载荷谱仿真方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有耐久载荷谱仿真程序，所述耐久载荷谱仿真程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的耐久载荷谱仿真方法的步骤。

10.一种耐久载荷谱仿真装置，其特征在于，所述耐久载荷谱仿真装置包括：

数据获取模块，用于获取与待检测车辆同底盘的基础车型的整车数据；

数据获取模块，还用于根据所述整车数据确定所述基础车型的前后悬架轴头垂向位移驱动数据；

虚拟迭代模块，用于基于所述前后悬架轴头垂向位移驱动数据通过虚拟迭代模型生成所述基础车型的等效3D路面信息和轮心五分力驱动信息；

所述数据获取模块，还用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴距变化值；

数据更新模块，用于根据所述轴距变化值对所述等效3D路面信息进行更新，以获得所述待检测车辆的目标等效3D路面信息；

所述数据获取模块，还用于获取所述待检测车辆与所述基础车型之间的轴荷比值，并基于所述轴荷比值确定所述待检测车辆的目标轮心五分力驱动信息；

模型构建模块，用于根据所述整车数据构建所述待检测车辆对应的多体动力学模型；

驱动仿真模块。用于根据所述目标轮心五分力驱动信息、所述目标等效3D路面信息以及所述多体动力学模型进行耐久载荷谱仿真，并获得仿真结果。

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