一種汽車接頭的剛度分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車接頭的剛度分析方法，汽車接頭具有相互之間互呈角度的多個(gè)臂部，包括：10、當(dāng)接收到汽車接頭參數(shù)信息時(shí)，根據(jù)汽車接頭參數(shù)信息構(gòu)建汽車接頭模型；20、當(dāng)接收到分析觸發(fā)命令時(shí)，在汽車接頭模型中以其中一個(gè)臂部的端面為基準(zhǔn)建立局部坐標(biāo)系，在該局部坐標(biāo)系中構(gòu)建臂部力學(xué)分析模型，并將該臂部力學(xué)分析模型的力學(xué)性能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，以計(jì)算該臂部的剛度；30、當(dāng)從計(jì)算模塊接收到一個(gè)臂部的剛度后，判斷多個(gè)臂部的剛度分析是否全部完成，如果是，則執(zhí)行步驟40，如果否，則返回至步驟20；40、輸出汽車接頭的全部臂部的剛度。本方法可以精確地得到各個(gè)臂部的剛度，力學(xué)原理明確，建模簡(jiǎn)單，易于使用。
【專利說(shuō)明】
一種汽車接頭的剛度分析方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及汽車設(shè)備分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車接頭的剛度分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車身中，汽車接頭與其他承載件共同形成了一個(gè)牢固的車身承載結(jié)構(gòu)，汽車接頭 的剛度會(huì)直接影響整車的剛度。如果汽車接頭的剛度不足，會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域出現(xiàn)較大的變 形，從而影響車的正常使用。
[0003] 以T形接頭為例，在進(jìn)行剛度分析時(shí)，需要依次分析各個(gè)接頭的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛 度，然后與對(duì)比車輛的T形接頭進(jìn)行對(duì)比，來(lái)判斷本車輛T形接頭的剛度合格與否。
[0004] 如何對(duì)汽車接頭的剛度進(jìn)行精確的分析，以得到準(zhǔn)確的汽車接頭的剛度值，是工 程人員希望解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提出一種汽車接頭的剛度分析方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車接頭的剛度 精確的分析。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種汽車接頭的剛度分析方法，所述汽車接頭具有相互之間互 呈角度的多個(gè)臂部，包括以下步驟：
[0008] 10、當(dāng)接收到汽車接頭參數(shù)信息時(shí)，根據(jù)所述汽車接頭參數(shù)信息構(gòu)建汽車接頭模 型；
[0009] 20、當(dāng)接收到分析觸發(fā)命令時(shí)，在所述汽車接頭模型中以其中一個(gè)所述臂部的端 面為基準(zhǔn)建立局部坐標(biāo)系，在該局部坐標(biāo)系中構(gòu)建臂部力學(xué)分析模型，并將該臂部力學(xué)分 析模型的力學(xué)性能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，以計(jì)算該臂部的剛度；
[0010] 30、當(dāng)從所述計(jì)算模塊接收到一個(gè)所述臂部的剛度后，判斷所述多個(gè)臂部的剛度 分析是否全部完成，如果是，則執(zhí)行步驟40，如果否，則返回至步驟20;
[0011] 40、輸出所述汽車接頭的全部臂部的剛度。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，在步驟10中，所述汽車接頭參數(shù)信息包括:所 述汽車接頭的幾何中心點(diǎn)，沿每個(gè)臂部的方向矢量，以及每個(gè)臂部的端面與所述幾何中心 點(diǎn)之間的距離。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，所述局部坐標(biāo)系包括：
[0014] 坐標(biāo)原點(diǎn)，所述坐標(biāo)原點(diǎn)為該臂部的端面的形心點(diǎn)；
[0015] X軸、Y軸和Z軸，所述X軸和Y軸平行于該臂部的端面且互相垂直，所述Z軸垂直于該 臂部的端面且指向所述汽車接頭外部。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，所述臂部力學(xué)分析模型包括：
[0017] 載荷加載點(diǎn)，所述載荷加載點(diǎn)沿該形心點(diǎn)的z向且距離該形心點(diǎn)第一長(zhǎng)度的位置；
[0018] 剛性單元，所述剛性單元連接于該載荷加載點(diǎn)與該形心點(diǎn)之間。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，步驟20中，將該臂部力學(xué)分析模型的力學(xué)性 能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，以計(jì)算該臂部的剛度，包括以下步驟：
[0020] 23、約束其他臂部的六向自由度，并分別執(zhí)行步驟26、步驟27以及步驟28;
[0021] 24、根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿X向施加的單位力載荷，得到載荷加載點(diǎn)以及形心點(diǎn)沿 X向的位移，并將單位力載荷、載荷加載點(diǎn)沿X向的位移和形心點(diǎn)沿X向的位移發(fā)送至計(jì)算模 塊，以計(jì)算該臂部沿X向的彎曲剛度；
[0022] 25、根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿Y向施加的單位力載荷，得到載荷加載點(diǎn)以及形心點(diǎn)沿 Y向的位移，并將單位力載荷、載荷加載點(diǎn)沿Y向的位移和形心點(diǎn)沿Y向的位移發(fā)送至計(jì)算模 塊，以計(jì)算該臂部沿Y向的彎曲剛度；
[0023] 26、根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿Z向施加的單位扭矩載荷，得到該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角 度，并將單位扭矩載荷、該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度發(fā)送至計(jì)算模塊，以計(jì)算該臂部沿Z向的 扭轉(zhuǎn)剛度。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，所述步驟24中，分析計(jì)算該臂部沿X向的彎曲 剛度按以下公式計(jì)算：
[0026] 其中，Ki為該臂部沿X向的彎曲剛度，載荷加載點(diǎn)沿X向施加的單位力載荷，L為 所述第一長(zhǎng)度，cU為所述載荷加載點(diǎn)沿X向的位移，d2為所述形心點(diǎn)沿X向的位移。
[0027] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，所述步驟25中，分析計(jì)算該臂部沿Y向的彎曲 剛度按以下公式計(jì)算：
[0029] 其中，K2為該臂部沿Y向的彎曲剛度，F(xiàn)A載荷加載點(diǎn)沿Y向施加的單位力載荷，L為 第一長(zhǎng)度，d3為所述載荷加載點(diǎn)沿Y向的位移，d 4為所述形心點(diǎn)沿Y向的位移。
[0030] 在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，所述步驟26中，分析計(jì)算該臂部沿Z向的扭轉(zhuǎn) 剛度按以下公式計(jì)算：
[0032]其中，Κτ為該臂部沿Z向的扭轉(zhuǎn)剛度，T為該載荷加載點(diǎn)沿Z向施加的單位扭矩載 荷，a為該單位扭矩載荷的作用下該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度。
[0033]在本發(fā)明的一個(gè)示意性的實(shí)施例中，在步驟40之后，還包括以下步驟：
[0034] 50、將所述汽車接頭的全部臂部的剛度與標(biāo)準(zhǔn)接頭的對(duì)應(yīng)臂部的剛度一一比較， 若不達(dá)標(biāo)，則輸出警示信息。
[0035] 本發(fā)明的汽車接頭的剛度分析方法，通過(guò)在每個(gè)臂部的端面構(gòu)建臂部力學(xué)分析模 型，并根據(jù)臂部力學(xué)分析模型的力學(xué)性能信息來(lái)計(jì)算該臂部的剛度，從而可以精確地得到 各個(gè)臂部的剛度。本方法力學(xué)原理明確，建模簡(jiǎn)單，易于使用。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 以下附圖僅對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。
[0037] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的剛度分析方法流程圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的一 T形接頭參數(shù)信息構(gòu)建的模型草圖；
[0039] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的該T形接頭的接頭模型圖；
[0040] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的一臂部建立局部坐標(biāo)系的示意圖；
[0041] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的剛度分析方法中步驟20的具體流程圖；
[0042] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的臂部力學(xué)分析模型示意圖；
[0043] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例的汽車接頭的臂部在受力載荷作用后變形的示意圖。
[0044] 附圖標(biāo)記
[0045] 31-T形接頭;32、33、34-臂部;35-剛性單元；
[0046] vl、v2、v3-方向矢量。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 為了對(duì)發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表不相同的部分。
[0048] 在本文中，"示意性"表示"充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明"，不應(yīng)將在本文中被描述為"示 意性"的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。
[0049] 為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)部分，而并不代表其 作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部 件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。
[0050] 在本文中，"一個(gè)"并不表示將本發(fā)明相關(guān)部分的數(shù)量限制為"僅此一個(gè)"，并且"一 個(gè)"不表示排除本發(fā)明相關(guān)部分的數(shù)量"多于一個(gè)"的情形。
[0051]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車接頭的剛度進(jìn)行精確的分析，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車接頭 的剛度分析方法，以在剛度分析時(shí)使用。
[0052]如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的剛度分析方法包括以下步驟10~步 驟40:
[0053] 10、當(dāng)接收到汽車接頭參數(shù)信息時(shí)，根據(jù)所述汽車接頭參數(shù)信息構(gòu)建汽車接頭模 型。
[0054] 圖2和圖3以T形接頭31為例，來(lái)對(duì)本實(shí)施例的分析汽車接頭的方法進(jìn)行說(shuō)明。其 中，圖2中示出了根據(jù)一T形接頭31參數(shù)信息構(gòu)建的模型草圖，圖3中示出了該T形接頭31的 接頭模型。
[0055] 其中，參見圖2,該汽車接頭31參數(shù)信息包括:所述汽車接頭的幾何中心點(diǎn)D，沿每 個(gè)臂部的方向矢量V，以及每個(gè)臂部的端面與所述幾何中心點(diǎn)之間的距離Lo。
[0056] 具體操作時(shí)，參見圖3,先確定汽車的T形接頭31的幾何中心點(diǎn)D，然后確定幾何中 心點(diǎn)D沿三個(gè)臂部32、33和34的延伸方向的方向矢量￥3、￥2、￥1，再次沿每個(gè)方向矢量￥1(或 v2、v3)與幾何中心點(diǎn)D距離相同之處建立垂直于該方向矢量的平面，得到該平面與該臂部 34(或33、32)的截面，以作為每個(gè)臂部34(或33、32)的端面。
[0057]對(duì)于端面與幾何中心點(diǎn)之間的距離的選擇，可以根據(jù)具體使用情況，從200~500m 中選擇，原則是不能將其他相鄰的接頭納入本汽車接頭模型中。當(dāng)端面遇到安裝孔或定位 孔時(shí)，應(yīng)將安裝孔或定位孔填充，避免直接從該安裝孔或定位孔的范圍內(nèi)切過(guò)。
[0058] 一般情況下，以上選擇的接頭的每個(gè)臂部的端面與幾何中心點(diǎn)之間的距離均小于 接頭的臂部的實(shí)際臂長(zhǎng)，當(dāng)在以上范圍內(nèi)確定臂部的端面與幾何中心點(diǎn)之間的距離時(shí)，不 僅能夠避免其他相鄰的接頭對(duì)本接頭模型的力學(xué)分析的干擾，而且在不同的接頭之間能夠 以相同的分析標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剛度的比較。
[0059]以上的汽車接頭模型可利用建模軟件進(jìn)行構(gòu)建，操作人員通過(guò)確定以上列舉的汽 車接頭參數(shù)信息，在建模軟件中構(gòu)建汽車接頭模型。
[0060] 20、當(dāng)接收到分析觸發(fā)命令時(shí)，在所述汽車接頭模型中以其中一個(gè)所述臂部的端 面為基準(zhǔn)建立局部坐標(biāo)系，在該局部坐標(biāo)系中構(gòu)建臂部力學(xué)分析模型，并將該臂部力學(xué)分 析模型的力學(xué)性能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，以計(jì)算該臂部的剛度。
[0061] 需要注意的是，此處建立的坐標(biāo)系為基于需要分析的臂部的端面而建立的局部坐 標(biāo)系，而并非基于整個(gè)零件的全局坐標(biāo)系，可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，較為精確地得出各個(gè)臂部的 剛度數(shù)值。
[0062]在步驟20中，局部坐標(biāo)系為右手坐標(biāo)系，其包括：
[0063]坐標(biāo)原點(diǎn)，所述坐標(biāo)原點(diǎn)為該臂部的端面的形心點(diǎn)；
[0064] X軸、Y軸和Z軸，所述X軸和Y軸平行于該臂部的端面且互相垂直，所述Z軸垂直于該 臂部的端面且指向所述汽車接頭外部。
[0065] 對(duì)應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用以下步驟來(lái)建立局部坐標(biāo)系：
[0066] al、獲取該臂部的端面的形心點(diǎn)，將該形心點(diǎn)作為所述局部坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)；
[0067] a2、定義平行于該臂部的端面且互相垂直的坐標(biāo)軸分別為X軸和Y軸，垂直于該臂 部的端面且指向所述汽車接頭外部的坐標(biāo)軸為Z軸。
[0068]參見圖4,圖4為對(duì)臂部32建立局部坐標(biāo)系的示意圖。其中，臂部32的端面的形心點(diǎn) 為C，平行于該臂部32的端面且互相垂直的坐標(biāo)軸分別為X軸和Y軸，垂直于臂部32的端面且 指向汽車接頭外部的方向?yàn)閆軸。
[0069]優(yōu)選地，X軸和Y軸的指向可以為任意，本實(shí)施例中選取X軸指向臂部32的側(cè)邊緣， 這樣選取的坐標(biāo)系下，臂部32的端面關(guān)于Y軸對(duì)稱，從而有利于建模，便于計(jì)算。
[0070] 在步驟20中，所述臂部力學(xué)分析模型包括：
[0071] 載荷加載點(diǎn)，所述載荷加載點(diǎn)沿該形心點(diǎn)的Z向且距離該形心點(diǎn)第一長(zhǎng)度的位置；
[0072] 剛性單元，所述剛性單元連接于該載荷加載點(diǎn)與該形心點(diǎn)之間。
[0073] 其中，剛性單元為在軟件中模擬而得，定義該剛性單元，其整體為剛性形變，并不 產(chǎn)生彈性形變。使用剛性單元連接載荷加載點(diǎn)與形心點(diǎn)，從而在載荷加載點(diǎn)施加載荷時(shí)，形 心點(diǎn)的受力以及位移等力學(xué)參數(shù)會(huì)準(zhǔn)確地得出。
[0074] 對(duì)應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用以下步驟來(lái)建立臂部力學(xué)分析模型：
[0075] a3、沿該形心點(diǎn)的Z向且距離該形心點(diǎn)第一長(zhǎng)度的位置建立載荷加載點(diǎn)；
[0076] a4、在該載荷加載點(diǎn)與該形心點(diǎn)之間通過(guò)剛性單元連接。
[0077]步驟20中，參見圖5,將該臂部力學(xué)分析模型的力學(xué)性能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，以 計(jì)算該臂部的剛度，包括以下步驟：
[0078] 23、約束其他臂部的六向自由度，并分別執(zhí)行步驟24、步驟25以及步驟26;
[0079] 24、根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿X向施加的單位力載荷，得到載荷加載點(diǎn)以及形心點(diǎn)沿 X向的位移，并將單位力載荷、載荷加載點(diǎn)沿X向的位移和形心點(diǎn)沿X向的位移發(fā)送至計(jì)算模 塊，以計(jì)算該臂部沿X向的彎曲剛度；
[0080] 25、根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿Y向施加的單位力載荷，得到載荷加載點(diǎn)以及形心點(diǎn)沿 Y向的位移，并將單位力載荷、載荷加載點(diǎn)沿Y向的位移和形心點(diǎn)沿Y向的位移發(fā)送至計(jì)算模 塊，以計(jì)算該臂部沿Y向的彎曲剛度；
[0081] 26、根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿Z向施加的單位扭矩載荷，得到該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角 度，并將單位扭矩載荷、該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度發(fā)送至計(jì)算模塊，以計(jì)算該臂部沿Z向的 扭轉(zhuǎn)剛度。
[0082] 在步驟26之前，步驟20還包括：
[0083] 21、當(dāng)接收到分析觸發(fā)命令時(shí)，在所述汽車接頭模型中以其中一個(gè)所述臂部的端 面為基準(zhǔn)建立局部坐標(biāo)系；
[0084] 22、在該局部坐標(biāo)系中構(gòu)建臂部力學(xué)分析模型。
[0085]為了更加直觀地進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例以汽車內(nèi)的T形接頭為例進(jìn)行說(shuō)明。圖6 即為T形接頭31的臂部力學(xué)分析模型，圖7為T形接頭31的臂部在受力載荷作用后變形的示 意圖。
[0086]圖6中，T形接頭31具有三個(gè)臂部32、33、34。以對(duì)臂部32構(gòu)建臂部力學(xué)分析模型為 例。其中，參見圖7，0點(diǎn)為T形接頭31的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，C點(diǎn)為臂部32的端面的形心點(diǎn)，B點(diǎn)為載 荷加載點(diǎn)，C'為在載荷加載點(diǎn)施加力F后C點(diǎn)移至的位置，B'為載荷加載點(diǎn)施加力F后B點(diǎn)移 至的位置，A為BC與B'C'的夾角，也是剛性單元35在施加力F后的旋轉(zhuǎn)角度。R為0點(diǎn)與C點(diǎn)之 間的距離。
[0087]需要注意的是，旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)0并非幾何中心點(diǎn)D，其是由BC的連線以及B'C'的連線 交匯而得?？梢灾獣缘氖?，旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)0的位置肯定位于Z軸上?？梢?，由于幾何中心點(diǎn)D為技 術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而選得，與實(shí)際的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)必然存在誤差。不過(guò)，此誤差在計(jì)算時(shí)便可以 得到修正。
[0088]其中，角度A按照以下公式計(jì)算：
[0089] A=(d2-di)/L (1)
[0090] 0點(diǎn)與C點(diǎn)之間的距離R按照以下公式計(jì)算：
[0091] R = di/A (2)
[0092] 施加 F力后產(chǎn)生的力矩Trq按照以下公式計(jì)算：
[0093] Trq=F*(L+R) (3)
[0094] T形接頭的彎曲剛度為按照以下公式計(jì)算：
[0095] K = Trq/A (4)
[0096] 需要說(shuō)明的是，在角度較小時(shí)，tanA，所以上述公式中，均以A來(lái)代替tanA，便于 計(jì)算。
[0097]將公式(1)~(3)代入公式(4)中，可得該臂部沿X向的彎曲剛度按以下公式計(jì)算：
[0099] 其中，Ki為該臂部沿X向的彎曲剛度，載荷加載點(diǎn)沿X向施加的單位力載荷，L為 所述第一長(zhǎng)度，cU為所述載荷加載點(diǎn)沿X向的位移，d2為所述形心點(diǎn)沿X向的位移。
[0100] 該臂部沿Y向的彎曲剛度按以下公式計(jì)算：
[0102] 其中，K2為該臂部沿Y向的彎曲剛度，F(xiàn)A載荷加載點(diǎn)沿Y向施加的單位力載荷，L為 第一長(zhǎng)度，d3為所述載荷加載點(diǎn)沿Y向的位移，d 4為所述形心點(diǎn)沿Y向的位移。
[0103] 計(jì)算臂部32的扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)，在B點(diǎn)施加單位扭矩載荷，獲得臂部32端面的扭轉(zhuǎn)角 度，并按以下公式計(jì)算：
[0104] Kx=T/a (6)
[0105] 其中，Κτ為該臂部沿Z向的扭轉(zhuǎn)剛度，T為該載荷加載點(diǎn)沿Z向施加的單位扭矩載 荷，a為該單位扭矩載荷的作用下該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度。
[0106]以上的剛度分析可預(yù)先設(shè)定在計(jì)算模塊中，計(jì)算模塊可根據(jù)載荷加載后的力學(xué)參 數(shù)得到以上的剛度性能數(shù)據(jù)。
[0107] 可見，在使用本發(fā)明實(shí)施例的方法計(jì)算臂部的彎曲剛度時(shí)，在該臂部力學(xué)分析模 型下，只需獲得載荷加載點(diǎn)的位移、形心點(diǎn)的位移兩個(gè)力學(xué)參數(shù)即可，單位力載荷的大小以 及剛性單元的長(zhǎng)度均為已知。與直接在形心點(diǎn)加載力載荷，然后通過(guò)有限元分析來(lái)得到臂 部彎曲剛度的方法相比，本實(shí)施例的方法力學(xué)原理明確，建模簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)便。
[0108] 由以上技術(shù)方案可知，接頭模型的旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心點(diǎn)的誤差通過(guò)以下兩個(gè)途 徑被消除：
[0109] (1)以所計(jì)算的臂部的端面為基準(zhǔn)建立局部坐標(biāo)系，并在該局部坐標(biāo)系下建立臂 部力學(xué)模型。由于臂部力學(xué)模型是建立在以臂部的端面為基準(zhǔn)的局部坐標(biāo)系中，而非以整 個(gè)接頭模型的幾何中心點(diǎn)，因此避免了旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心點(diǎn)的誤差所帶來(lái)的誤差，能夠 保證臂部力學(xué)模型的準(zhǔn)確性，以及得到的接頭力學(xué)性能的橫向可比性。
[0110] (2)本實(shí)施例中的臂部力學(xué)模型通過(guò)引入剛性單元，在計(jì)算力學(xué)性能時(shí)通過(guò)測(cè)量 剛性單元兩端的位置變化得到力學(xué)性能參數(shù)，即通過(guò)引入剛性單元采用相對(duì)位置變化參數(shù) 得到力學(xué)性能參數(shù)，而非通過(guò)采集形心點(diǎn)的位置變化而僅通過(guò)絕對(duì)位置變化參數(shù)得到力學(xué) 性能參數(shù)。這種相對(duì)位置變化參數(shù)能夠抵消旋轉(zhuǎn)中心與幾何中心點(diǎn)的誤差所帶來(lái)的誤差， 從而保證接頭力學(xué)性能參數(shù)的準(zhǔn)確性。
[0111] 30、當(dāng)從所述計(jì)算模塊接收到一個(gè)所述臂部的剛度后，判斷所述多個(gè)臂部的剛度 分析是否全部完成，如果是，則執(zhí)行步驟40,如果否，則返回至步驟20。
[0112] 40、輸出所述汽車接頭的全部臂部的剛度。
[0113] 優(yōu)選地，為了判斷該汽車接頭的剛度達(dá)標(biāo)與否，在步驟40之后，還可以包括步驟 50：
[0114] 50、將所述汽車接頭的全部臂部的剛度與標(biāo)準(zhǔn)接頭的對(duì)應(yīng)臂部的剛度一一比較， 若不達(dá)標(biāo)，則輸出警示信息。
[0115] 其中，標(biāo)準(zhǔn)接頭為設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)車型以及數(shù)據(jù)庫(kù)中相似車型接頭，標(biāo)準(zhǔn)接頭的各個(gè)臂 部的剛度為已知。
[0116] 若不達(dá)標(biāo)，則輸出警示信息提示技術(shù)人員，以使技術(shù)人員修改臂部尺寸參數(shù)，修改 完畢后再重新進(jìn)行本方法中剛度的分析(步驟10~步驟40)，直至汽車接頭的全部臂部的剛 度達(dá)標(biāo)為止。
[0117]本發(fā)明的汽車接頭的剛度分析方法，通過(guò)在每個(gè)臂部的端面構(gòu)建臂部力學(xué)分析模 型，并根據(jù)臂部力學(xué)分析模型的力學(xué)性能信息來(lái)計(jì)算該臂部的剛度，從而可以精確地得到 各個(gè)臂部的剛度。本方法力學(xué)原理明確，建模簡(jiǎn)單，易于使用。
[0118] 并且，應(yīng)當(dāng)理解的是，在本文中，"相等"、"相同"等并非嚴(yán)格的數(shù)學(xué)和/或幾何學(xué)意 義上的限制，還包含本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的且制造或使用等允許的誤差。
[0119] 上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō) 明，而并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方案或 變更，如特征的組合、分割或重復(fù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種汽車接頭的剛度分析方法，所述汽車接頭具有相互之間互呈角度的多個(gè)臂部， 其特征在于，包括W下步驟： 10、當(dāng)接收到汽車接頭參數(shù)信息時(shí)，根據(jù)所述汽車接頭參數(shù)信息構(gòu)建汽車接頭模型； 20、當(dāng)接收到分析觸發(fā)命令時(shí)，在所述汽車接頭模型中W其中一個(gè)所述臂部的端面為 基準(zhǔn)建立局部坐標(biāo)系，在該局部坐標(biāo)系中構(gòu)建臂部力學(xué)分析模型，并將該臂部力學(xué)分析模 型的力學(xué)性能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，W計(jì)算該臂部的剛度； 30、當(dāng)從所述計(jì)算模塊接收到一個(gè)所述臂部的剛度后，判斷所述多個(gè)臂部的剛度分析 是否全部完成，如果是，則執(zhí)行步驟40，如果否，則返回至步驟20; 40、輸出所述汽車接頭的全部臂部的剛度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于， 在步驟10中，所述汽車接頭參數(shù)信息包括:所述汽車接頭的幾何中屯、點(diǎn)，沿每個(gè)臂部的 方向矢量，W及每個(gè)臂部的端面與所述幾何中屯、點(diǎn)之間的距離。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，步驟20中，所述局部 坐標(biāo)系包括： 坐標(biāo)原點(diǎn)，所述坐標(biāo)原點(diǎn)為該臂部的端面的形屯、點(diǎn)； X軸、Y軸和Z軸，所述X軸和Y軸平行于該臂部的端面且互相垂直，所述Z軸垂直于該臂部 的端面且指向所述汽車接頭外部。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，步驟20中，所述臂部 力學(xué)分析模型包括： 載荷加載點(diǎn)，所述載荷加載點(diǎn)沿該形屯、點(diǎn)的Z向且距離該形屯、點(diǎn)第一長(zhǎng)度的位置； 剛性單元，所述剛性單元連接于該載荷加載點(diǎn)與該形屯、點(diǎn)之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，步驟20中，將該臂部 力學(xué)分析模型的力學(xué)性能信息發(fā)送至計(jì)算模塊，W計(jì)算該臂部的剛度，包括W下步驟： 23、 約束其他臂部的六向自由度，并分別執(zhí)行步驟24、步驟25W及步驟26; 24、 根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿X向施加的單位力載荷，得到載荷加載點(diǎn)W及形屯、點(diǎn)沿X向 的位移，并將單位力載荷、載荷加載點(diǎn)沿X向的位移和形屯、點(diǎn)沿X向的位移發(fā)送至計(jì)算模塊， W計(jì)算該臂部沿X向的彎曲剛度； 25、 根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿Y向施加的單位力載荷，得到載荷加載點(diǎn)W及形屯、點(diǎn)沿Y向 的位移，并將單位力載荷、載荷加載點(diǎn)沿Y向的位移和形屯、點(diǎn)沿Y向的位移發(fā)送至計(jì)算模塊， W計(jì)算該臂部沿Y向的彎曲剛度； 26、 根據(jù)在該載荷加載點(diǎn)沿Z向施加的單位扭矩載荷，得到該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度， 并將單位扭矩載荷、該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度發(fā)送至計(jì)算模塊，W計(jì)算該臂部沿Z向的扭轉(zhuǎn) 剛度。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，所述步驟24中，分析 計(jì)算該臂部沿X向的彎曲剛度按W下公式計(jì)算：其中，Κ功該臂部沿X向的彎曲剛度，F(xiàn)i為載荷加載點(diǎn)沿X向施加的單位力載荷，L為所述 第一長(zhǎng)度，di為所述載荷加載點(diǎn)沿X向的位移，cb為所述形屯、點(diǎn)沿X向的位移。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，所述步驟25中，分析 計(jì)算該臂部沿Y向的彎曲剛度按W下公式計(jì)算：其中，K2為該臂部沿Y向的彎曲剛度，F(xiàn)2為載荷加載點(diǎn)沿Y向施加的單位力載荷，L為第一 長(zhǎng)度，d3為所述載荷加載點(diǎn)沿Y向的位移，cU為所述形屯、點(diǎn)沿Y向的位移。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，所述步驟26中，分析 計(jì)算該臂部沿Z向的扭轉(zhuǎn)剛度按W下公式計(jì)算：其中，Κτ為該臂部沿Z向的扭轉(zhuǎn)剛度，T為該載荷加載點(diǎn)沿Z向施加的單位扭矩載荷，a為 該單位扭矩載荷的作用下該臂部的端面的扭轉(zhuǎn)角度。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車接頭的剛度分析方法，其特征在于，在步驟40之后，還包 括W下步驟： 50、將所述汽車接頭的全部臂部的剛度與標(biāo)準(zhǔn)接頭的對(duì)應(yīng)臂部的剛度一一比較，若不 達(dá)標(biāo)，則輸出警示信息。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106096133SQ201610409430
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】陸群, 何亮
【申請(qǐng)人】北京長(zhǎng)城華冠汽車科技股份有限公司