CN113515874A - 一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，首先根据车身结构对车身的有限元模型进行模块划分，然后计算各模块的质心位置、质量和惯量，并计算各模块之间的刚度值，接着建立多体动力学车身子***，最后采用传统方法建立整车其余子***模型，并与车身子***组合装配成整车多体动力学模型。本发明提供的整车多体动力学建模方法，考虑了汽车车身自身的柔性，使建立的模型更加接近实际情况，应用于车辆操纵稳定性和平顺性仿真试验时，使仿真结果更具有可信度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车整车多体动力学建模领域，尤其涉及一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法。
背景技术
汽车整车多体动力学建模是以仿真的手段探究车辆操纵稳定性和平顺性性能的基础，建立的质量直接影响仿真结果的真实性与可靠性。车身作为车辆的主要子***之一，对其进行建模的方法对仿真结果具有较大影响。在传统的整车多体动力学过程中将各车身部件当作刚体处理，即是说在整个仿真过程中不考虑车身部件的自身变形的影响。而实际的车身部件具一定的柔性特质，在载荷的作用下，车身会产生弯曲变形与扭转变形，其变形对整车的操纵稳定性与平顺性都具有一定的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，包括以下步骤：
步骤A），根据车身的结构将车身的有限元模型划分为各个模块；
步骤B），计算获取车身各模块的质量、质心位置和惯量属性，以及各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值；
步骤C），在Adams/Car多体动力学软件中建立车身子***模型；
步骤C.1），在各模块质心位置处创建出其对应的刚性部件；
步骤C.2），根据各模块的质量和惯量属性赋予其对应刚性部件相应的质量和惯量；
步骤C.3），在各刚性部件之间创建bush单元；
步骤C.4），根据各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值，修改相应刚性部件之间bush单元的属性文件；
步骤D），在Adams/Car多体动力学软中采用传统的建模方法建立整车其余子***的模型，并和步骤C）中建立的车身子***模型组合装配成整车多体动力学模型。
作为本发明一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法进一步的优化方案，步骤B）中利用HyperMesh有限元前处理软件获取各个模块的质量、质心位置和惯量属性，并通过对各模块创建相应的边界条件来计算各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值，所述边界条件包含载荷和约束。
作为本发明一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法进一步的优化方案，所述步骤B）中计算各模块之间扭转刚度值的详细步骤如下：
首先在各个模块的质心位置建立约束，来限制其六个方向的自由度，所述六个方向的自由度为沿着x、y、z三轴的平动自由度及绕x、y、z三轴的转动自由度；然后在模块划分截面处施加扭矩载荷，寻找截面边缘附近位于同一水平高度的两点作为测量点，利用扭转刚度的计算公式求出模块划分截面之间的扭转刚度值。
作为本发明一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法进一步的优化方案，所述步骤B）中计算各模块之间弯曲刚度值的详细步骤如下：
首先在各个模块的质心位置建立约束，来限制其六个方向的自由度，所述六个方向的自由度为沿着x、y、z三轴的平动自由度及绕x、y、z三轴的转动自由度；然后在模块划分截面处施加竖直向下的集中载荷力，以载荷施加点作为位移测量点，利用弯曲刚度的计算公式求出模块划分截面之间弯曲刚度值。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
在整车多体动力学建模的过程中考虑了车身自身的柔性，使建立的模型更加接近实际情况，应用于车辆操纵稳定性和平顺性仿真试验时，使仿真结果更具有可信度。
附图说明
图1是本发明所提供方法的流程图；
图2是本发明计算扭转刚度值的流程图；
图3是本发明计算弯曲刚度值的流程图；
图4是本发明建立多体动力学车身子***模型的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，包括以下步骤：
步骤A），根据车身的结构将车身的有限元模型划分为各个模块；
步骤B），计算获取车身各模块的质量、质心位置和惯量属性，以及各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值：利用HyperMesh有限元前处理软件获取各个模块的质量、质心位置和惯量属性，并通过对各模块创建相应的边界条件来计算各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值，所述边界条件包含载荷和约束；
如图2所示，计算各模块之间扭转刚度值的详细步骤如下：
首先在各个模块的质心位置建立约束，来限制其六个方向的自由度，所述六个方向的自由度为沿着x、y、z三轴的平动自由度及绕x、y、z三轴的转动自由度；然后在模块划分截面处施加扭矩载荷，寻找截面边缘附近位于同一水平高度的两点作为测量点，利用扭转刚度的计算公式求出模块划分截面之间的扭转刚度值；
如图3所示，计算各模块之间弯曲刚度值的详细步骤如下：
首先在各个模块的质心位置建立约束，来限制其六个方向的自由度，所述六个方向的自由度为沿着x、y、z三轴的平动自由度及绕x、y、z三轴的转动自由度；然后在模块划分截面处施加竖直向下的集中载荷力，以载荷施加点作为位移测量点，利用弯曲刚度的计算公式求出模块划分截面之间弯曲刚度值；
步骤C），如图4所示，在Adams/Car多体动力学软件中建立车身子***模型；
步骤C.1），在各模块质心位置处创建出其对应的刚性部件；
步骤C.2），根据各模块的质量和惯量属性赋予其对应刚性部件相应的质量和惯量；
步骤C.3），在各刚性部件之间创建bush单元；
步骤C.4），根据各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值，修改相应刚性部件之间bush单元的属性文件；
步骤D），在Adams/Car多体动力学软中采用传统的建模方法建立整车其余子***的模型，并和步骤C）中建立的车身子***模型组合装配成整车多体动力学模型。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A），根据车身的结构将车身的有限元模型划分为各个模块；
步骤B），计算获取车身各模块的质量、质心位置和惯量属性，以及各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值；
步骤C），在Adams/Car多体动力学软件中建立车身子***模型；
步骤C.1），在各模块质心位置处创建出其对应的刚性部件；
步骤C.2），根据各模块的质量和惯量属性赋予其对应刚性部件相应的质量和惯量；
步骤C.3），在各刚性部件之间创建bush单元；
步骤C.4），根据各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值，修改相应刚性部件之间bush单元的属性文件；
步骤D），在Adams/Car多体动力学软中采用传统的建模方法建立整车其余子***的模型，并和步骤C）中建立的车身子***模型组合装配成整车多体动力学模型。
2.根据权利要求1所述的考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，其特征在于，步骤B）中利用HyperMesh有限元前处理软件获取各个模块的质量、质心位置和惯量属性，并通过对各模块创建相应的边界条件来计算各模块之间的扭转刚度值和弯曲刚度值，所述边界条件包含载荷和约束。
3.根据权利要求2所述的考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，其特征在于，所述步骤B）中计算各模块之间扭转刚度值的详细步骤如下：
首先在各个模块的质心位置建立约束，来限制其六个方向的自由度，所述六个方向的自由度为沿着x、y、z三轴的平动自由度及绕x、y、z三轴的转动自由度；然后在模块划分截面处施加扭矩载荷，寻找截面边缘附近位于同一水平高度的两点作为测量点，利用扭转刚度的计算公式求出模块划分截面之间的扭转刚度值。
4.根据权利要求2所述的考虑车身柔性的整车多体动力学车建模方法，其特征在于，所述步骤B）中计算各模块之间弯曲刚度值的详细步骤如下：
首先在各个模块的质心位置建立约束，来限制其六个方向的自由度，所述六个方向的自由度为沿着x、y、z三轴的平动自由度及绕x、y、z三轴的转动自由度；然后在模块划分截面处施加竖直向下的集中载荷力，以载荷施加点作为位移测量点，利用弯曲刚度的计算公式求出模块划分截面之间弯曲刚度值。
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