一種基于cae在碰撞模型中建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，車輛碰撞安全性的實(shí)車試驗(yàn)一直是考核車輛被動(dòng)安全性的權(quán)威手段。在導(dǎo)向系統(tǒng)的引導(dǎo)下，車輛撞向固定壁。整個(gè)碰撞過程由高速攝像設(shè)備記錄下來以便慢速回放以實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)，由電測(cè)量系統(tǒng)將布置在車內(nèi)的傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，將整理得到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以考核被試車輛的碰撞性能。實(shí)際中，碰撞物理試驗(yàn)周期長、費(fèi)用高，采集數(shù)據(jù)存在局限性。隨著數(shù)值仿真技術(shù)的發(fā)展，通過仿真手段在設(shè)計(jì)階段把握車輛的被動(dòng)安全性能已成為改善車輛被動(dòng)安全性的重要方法。
[0003]轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是整車的重要組成部分，由轉(zhuǎn)向盤、節(jié)叉、轉(zhuǎn)向軸、上下萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸所組成。在整車碰撞模型的建模過程中，整車碰撞模型的性能直接影響模擬試驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果，其中萬向節(jié)自身的連接關(guān)系尤為重要，這種連接關(guān)系決定了模擬試驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果是否收斂，如果不收斂則計(jì)算過程出錯(cuò)無法繼續(xù)計(jì)算，需要進(jìn)行模型調(diào)試，影響計(jì)算速度，給工程師帶來了很大的不便，同時(shí)增加了項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法會(huì)造成計(jì)算過程出錯(cuò)的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案:
一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法，包括:
步驟101:建立有限元網(wǎng)格模型，使有限元網(wǎng)格模型中包括第一節(jié)叉和第二節(jié)叉，第一節(jié)叉上設(shè)置有相對(duì)的兩個(gè)第一安裝孔，第二節(jié)叉上設(shè)置有相對(duì)的兩個(gè)第二安裝孔；
步驟102:在第一節(jié)叉和第二節(jié)叉上分別建立第一對(duì)頂錐體和第二對(duì)頂錐體，使第一對(duì)頂錐體的兩個(gè)錐體的底面分別固定在兩個(gè)第一安裝孔內(nèi)，第二對(duì)頂錐體的兩個(gè)錐體的底面分別固定在兩個(gè)第二安裝孔內(nèi)；
步驟103:建立一個(gè)梁單元，梁單元是一條線段，這條線段的兩個(gè)端點(diǎn)分別為第一對(duì)頂錐體和第二對(duì)頂錐體的頂點(diǎn)；
步驟104:將梁單元的材料設(shè)定為鋼材。
[0006]在優(yōu)選的方案中，兩個(gè)第一安裝孔內(nèi)和兩個(gè)第二安裝孔中的每個(gè)安裝孔均是由沿著圓周分布的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)安裝孔的節(jié)點(diǎn)均限定了一個(gè)多邊形，作為固定在該安裝孔中的錐體的底面。
[0007]本發(fā)明在構(gòu)成萬向節(jié)的兩個(gè)節(jié)叉上分別設(shè)置對(duì)頂錐體，并且利用梁單元將兩個(gè)對(duì)頂錐體連接在一起，這樣不直接在屬于不同節(jié)叉的節(jié)點(diǎn)之間建立連接關(guān)系，而是借助于對(duì)頂錐體和梁單元建立連接關(guān)系，使得節(jié)叉的節(jié)點(diǎn)改變后仍能保持節(jié)叉和對(duì)頂錐體之間，以及對(duì)頂錐體和梁單元之間的連接關(guān)系。現(xiàn)有技術(shù)直接在屬于不同節(jié)叉的節(jié)點(diǎn)之間建立連接關(guān)系，這種連接關(guān)系會(huì)在節(jié)叉發(fā)生變化時(shí)被破壞，造成連接關(guān)系不穩(wěn)定的問題，導(dǎo)致模擬試驗(yàn)的計(jì)算過程出錯(cuò)、計(jì)算結(jié)果不收斂，本發(fā)明利用對(duì)頂錐體和梁單元在對(duì)應(yīng)的兩個(gè)節(jié)叉之間建立了穩(wěn)固的連接關(guān)系，解決了現(xiàn)有建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法會(huì)造成計(jì)算過程出錯(cuò)的問題，節(jié)約項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間，提高工作效率。
【附圖說明】
[0008]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中節(jié)叉和對(duì)頂錐體的示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011]參見圖1和圖2描述本發(fā)明的實(shí)施例，借助于前處理軟件ANSA來完成，包括: 步驟101:建立有限元網(wǎng)格模型，使有限元網(wǎng)格模型中包括第一節(jié)叉和第二節(jié)叉，第一節(jié)叉上設(shè)置有相對(duì)的兩個(gè)第一安裝孔，第二節(jié)叉上設(shè)置有相對(duì)的兩個(gè)第二安裝孔；
步驟102:在第一節(jié)叉和第二節(jié)叉上分別建立第一對(duì)頂錐體和第二對(duì)頂錐體，使第一對(duì)頂錐體的兩個(gè)錐體的底面分別固定在兩個(gè)第一安裝孔內(nèi)，第二對(duì)頂錐體的兩個(gè)錐體的底面分別固定在兩個(gè)第二安裝孔內(nèi)；
其中，圖1中的附圖標(biāo)記I表示節(jié)叉，附圖標(biāo)記2表示與節(jié)叉對(duì)應(yīng)的對(duì)頂錐體；
優(yōu)選的，兩個(gè)第一安裝孔內(nèi)和兩個(gè)第二安裝孔中的每個(gè)安裝孔均是由沿著圓周分布的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)安裝孔的節(jié)點(diǎn)均限定了一個(gè)多邊形，作為固定在該安裝孔中的錐體的底面。對(duì)頂錐體是指兩個(gè)共軸且共用一個(gè)頂點(diǎn)的錐體，這個(gè)頂點(diǎn)為對(duì)頂錐體的頂點(diǎn)，每個(gè)對(duì)頂椎體都包括多條線段，每條線段的兩個(gè)端點(diǎn)均分別屬于同一節(jié)叉的兩個(gè)安裝孔的節(jié)點(diǎn)；安裝孔的節(jié)點(diǎn)是指這些節(jié)點(diǎn)圍成一圈，形成了安裝孔。
[0012]步驟103:建立一個(gè)梁單元，梁單元是一條線段，這條線段的兩個(gè)端點(diǎn)分別為第一對(duì)頂錐體和第二對(duì)頂錐體的頂點(diǎn)；
這種連接關(guān)系中，雖然對(duì)頂錐體的形狀可能發(fā)生改變，但是對(duì)頂錐體的頂點(diǎn)在整車坐標(biāo)系下的坐標(biāo)可以是始終不變的，因此，這種連接關(guān)系更加穩(wěn)定。
[0013]步驟104:將梁單元的材料設(shè)定為鋼材。
[0014]其中，鋼材簡稱為鋼，是含碳量在0.0218%至2.11%之間的鐵碳合金。為了保證鋼的韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼所含有的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。
[0015]其中，例如LS-DYNA 定義了 MAT196 MAT_GENERAL_SPRING_DISCRETE_BEAM，是一種鋼材，可以將這個(gè)材料賦給梁單元。例如，材料為GBT 5213-2008定義的DC01。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法，其特征在于，包括: 步驟101:建立有限元網(wǎng)格模型，使有限元網(wǎng)格模型中包括第一節(jié)叉和第二節(jié)叉，第一節(jié)叉上設(shè)置有相對(duì)的兩個(gè)第一安裝孔，第二節(jié)叉上設(shè)置有相對(duì)的兩個(gè)第二安裝孔； 步驟102:在第一節(jié)叉和第二節(jié)叉上分別建立第一對(duì)頂錐體和第二對(duì)頂錐體，使第一對(duì)頂錐體的兩個(gè)錐體的底面分別固定在兩個(gè)第一安裝孔內(nèi)，第二對(duì)頂錐體的兩個(gè)錐體的底面分別固定在兩個(gè)第二安裝孔內(nèi)； 步驟103:建立一個(gè)梁單元，梁單元是一條線段，這條線段的兩個(gè)端點(diǎn)分別為第一對(duì)頂錐體和第二對(duì)頂錐體的頂點(diǎn)； 步驟104:將梁單元的材料設(shè)定為鋼材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CAE在碰撞模型中建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法，其特征在于，兩個(gè)第一安裝孔中和兩個(gè)第二安裝孔中的每個(gè)安裝孔均是由沿著圓周分布的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)安裝孔的節(jié)點(diǎn)均限定了一個(gè)多邊形，作為固定在該安裝孔中的錐體的底面。
【專利摘要】本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法，本發(fā)明在構(gòu)成萬向節(jié)的兩個(gè)節(jié)叉上分別設(shè)置對(duì)頂錐體，并且利用梁單元將兩個(gè)對(duì)頂錐體連接在一起，這樣不直接在屬于不同節(jié)叉的節(jié)點(diǎn)之間建立連接關(guān)系，而是借助于對(duì)頂錐體和梁單元建立連接關(guān)系，使得節(jié)叉的節(jié)點(diǎn)改變后仍能保持節(jié)叉和對(duì)頂錐體之間，以及對(duì)頂錐體和梁單元之間的連接關(guān)系，解決了現(xiàn)有建立萬向節(jié)連接關(guān)系的方法會(huì)造成計(jì)算過程出錯(cuò)的問題，節(jié)約項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間，提高工作效率。
【IPC分類】G06F17-50, F16D3-16
【公開號(hào)】CN104636533
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410742009
【發(fā)明人】王志濤, 喬鑫, 孔繁華
【申請(qǐng)人】華晨汽車集團(tuán)控股有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日