[發(fā)明專利]客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)、客車側(cè)翻仿真測試系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310129436.6
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103177165A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李廣駿;萬睿智;黃達(dá)文
• 申請（專利權(quán)）人: 帝特汽車技術(shù)（上海）有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)，尤其涉及一種用于客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的客車側(cè)翻仿真測試系統(tǒng)；同時，本發(fā)明還涉及一種用于客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的客車側(cè)翻仿真測試方法。

背景技術(shù)

近年來，我國的客車技術(shù)和客車產(chǎn)品在使用性能和產(chǎn)品質(zhì)量上有很大的提高。客車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在逐漸與國際先進(jìn)水平接軌。但由于我國客車產(chǎn)品的整體技術(shù)水平起步較晚，而單靠實驗來進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全設(shè)計其耗資巨大且設(shè)計周期漫長。因此利用CAE仿真技術(shù)代替實驗來進(jìn)行客車結(jié)構(gòu)安全設(shè)計成為簡單可行的方法，為減少客車翻滾事故中的傷亡率，GB?13094-2007客車結(jié)構(gòu)安全要求及GBT17578-1998規(guī)定了客車上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的技術(shù)要求與試驗方法。

然而目前客車安全方面的仿真技術(shù)還存在以下方面不足：一是客車側(cè)翻CAE仿真安全方面的仿真技術(shù)較零散，未成體系；二是客車側(cè)翻的仿真分析缺乏一種實用有效的方法。

傳統(tǒng)的設(shè)計方法有兩種：

1、采用從空翻到觸地整個過程采用有限元柔性體的分析，由于模擬計算時間長而需耗費(fèi)大量的計算資源，既費(fèi)時又低效，缺少可操作性；

2、將客車側(cè)翻的分析分析成兩步，（1）建立整車的剛體模型進(jìn)行整車空翻模擬。整車骨架在試驗臺上繞旋轉(zhuǎn)軸翻倒,直至與地面接觸。在仿真分析結(jié)束時輸出客車接地時速度及質(zhì)心角速度。（2）建立整車的柔性體模型進(jìn)行整車觸地模擬分析。將整車模型按第一階段結(jié)束時整車狀態(tài)設(shè)置,再將第一階段仿真分析結(jié)束時輸出客車接地時速度及質(zhì)心角速度作為第二階段開始時初始速度和初始角速度。

這種方法目前被廣泛采用，但存在以下問題：（1）由于需要同時建立車身的剛性體和柔性體兩種模型，既費(fèi)時又低效；（2）分析計算分成兩步走，近似的以第一階段仿真分析結(jié)束時輸出客車接地時速度及質(zhì)心角速度作為第二階段開始時初始速度和初始角速度，不能保證計算精度；（3）修改車身結(jié)構(gòu)設(shè)計時同時需要修改車身的剛性體和柔性體兩種模型。

快速、準(zhǔn)備的產(chǎn)品研發(fā)能力，才能縮短新產(chǎn)品的研發(fā)過程，領(lǐng)先市場地位。如何在整個產(chǎn)品的研發(fā)過程（包含設(shè)計、分析、制造、測試）中，縮短整個設(shè)計過程，提升產(chǎn)品研發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市的時間，且還能確保產(chǎn)品的安全性，已是目前汽車廠商所迫切需要解決的技術(shù)重點(diǎn)。

有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計一種新的設(shè)計方法，以便改進(jìn)現(xiàn)有方法的上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種客車側(cè)翻仿真測試系統(tǒng)，可獲取最符合設(shè)想的設(shè)計方案，方便設(shè)計人員對于車身的優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計的效率，降低設(shè)計成本。

同時，本發(fā)明還提供一種客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)，可獲取最符合設(shè)想的設(shè)計方案，方便設(shè)計人員對于車身的優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計的效率，降低設(shè)計成本。

此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，可獲取最符合設(shè)想的設(shè)計方案，方便設(shè)計人員對于車身的優(yōu)化設(shè)計，提高設(shè)計的效率，降低設(shè)計成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種客車側(cè)翻仿真測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

存儲模塊，用以存儲一組或多組客車側(cè)翻測試規(guī)范，該客車側(cè)翻測試規(guī)范包括邊界條件設(shè)置、初始條件設(shè)置、測試方法、判斷依據(jù)；

輸入模塊，用以接收一組或多組產(chǎn)品設(shè)計模型及一組或多組材料參數(shù)，所述材料參數(shù)至少包括機(jī)械性能參數(shù)，將材料參數(shù)輸入所述產(chǎn)品設(shè)計模型中；

處理模塊，用以根據(jù)所述客車側(cè)翻測試規(guī)范對所輸入的產(chǎn)品設(shè)計模型、材料參數(shù)進(jìn)行數(shù)值分析及仿真測試，數(shù)值分析及仿真測試包括側(cè)翻測試分析；所述處理模塊包括：前處理單元、求解單元、后處理單元；前處理單元用以根據(jù)測試規(guī)范的測試條件對所輸入的產(chǎn)品設(shè)計模型及材料參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)格化，模型組裝，邊界條件及初始條件定義；求解單元用以將前處理單元完成的可求解的仿真模型輸入到動力分析程序進(jìn)行數(shù)值分析，求解；后處理單元用以對求解單元的結(jié)果進(jìn)行研判，確定分析結(jié)果準(zhǔn)確與否并判斷仿真測試的結(jié)果是否符合客車側(cè)翻測試規(guī)范；

修改模塊，用以在仿真測試結(jié)果不符合測試標(biāo)準(zhǔn)時，根據(jù)所述處理模塊的仿真測試結(jié)果進(jìn)行所述產(chǎn)品設(shè)計模型或所述材料參數(shù)的調(diào)整，并將調(diào)整后的所述產(chǎn)品設(shè)計模型或所述材料參數(shù)由所述處理模塊再進(jìn)行分析，直至仿真測試結(jié)果符合測試標(biāo)準(zhǔn)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述修改模塊調(diào)整的方法為：對影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的客車部位進(jìn)行加強(qiáng)，手段包括：材料厚度的加厚和材料等級的提升，部件形狀的修改，局部增加加強(qiáng)件支架，部件位置的移動和調(diào)整及焊點(diǎn)的增加。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述系統(tǒng)還包括：