[發明專利]一種鎖止機構的剛柔體混合建模方法

有效

• 申請號: 201410076328.1
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN104899342B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 鄧雄志;陳炳圣;楊蔓
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

本發明提供一種鎖止機構的剛柔體混合建模方法及裝置，包括：根據鎖止機構的3D模型，分離出簡化的鎖止機構的幾何模型，并賦予材料及屬性，其中至少一部份賦予剛性屬性，另一部份賦予柔性屬性；確定所述有限元網格模型中的鎖芯的第一旋轉軸線和第二旋轉軸線，并調整所述鎖芯的位置，使其處于未鎖止狀態；建立所述鎖止機構的各部件的運動學連接單元和彈性元件，賦予屬性和彈簧剛度，并調整預緊載荷值；定義測試工況，并校核鎖止機構的鎖止行為，獲得所述鎖止機構的最終剛柔體混合模型。實施本發明，可以精確模擬鎖止機構的鎖止行為，通用性高，且有利于開閉件的輕量化設計。

技術領域

本發明涉及汽車技術領域，尤其涉及一種鎖止機構的剛柔體混合建模方法。

背景技術

在汽車設計階段，需要對車門、發動機罩、掀背門、扶手箱等帶鎖止機構的開閉件進行關閉沖擊應力分析。因為在這類開閉件上存在大量安裝孔與結構減重孔，在大力關閉時會在各構件上產生較大的沖擊應力，如果應力過大，則會導致結構件的結構失效。因此對開閉件在大力關閉時的瞬態應力分析成為評價開閉件設計合理與否的重要手段之一。

在現有的對開閉件的大力關閉時的沖擊應力分析中，由于鎖止機構通常包含一些拉索、導線、電子控制器等機構，如果完全按照實體建立有限元模型難度大且通用性較差。故在現有的技術中，普遍作法是使用一個連接單元簡單模擬鎖系統的鎖止機構，并根據連接單元兩端節點的距離定義鎖止點，在仿真過程中當該連接單元兩端的節點距離達到鎖止位移時立即鎖死。

發明人發現，在現有的這種應力分析模型中，存在如下的不足之處：

首先，在該模型中，需要定義鎖止點，而鎖止點的選擇不同會導致應力差異較大，故這種模型的準確性差，不利于工程設計；

其次，在鎖止點處，開閉件的動能向應變能的轉化過快，瞬態應力非常大，與實際情況相差較大，故通常導致對鎖止機構的設計出現過設計的情形，且不利于輕量化的設計趨勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種鎖止機構的剛柔體混合建模方法及裝置，可以建立實用且簡便的模型，精確模擬鎖止機構的鎖止行為，且通用性高，有利于開閉件的輕量化設計。

為了解決上述技術問題，本發明實施例的一方面提供一種鎖止機構的剛柔體混合建模方法，包括步驟：

根據鎖止機構的3D模型，分離出簡化的鎖止機構的幾何模型，所述幾何模型至少包含鎖芯；

將所述分離出來的幾何模型建立有限元網格模型，賦予有限元網格模型材料及屬性，其中至少一部份賦予剛性屬性，至少另一部份賦予柔性屬性；

確定所述有限元網格模型中的鎖芯的第一旋轉軸線和第二旋轉軸線，并調整所述鎖芯的位置，使其處于未鎖止狀態；

建立所述鎖止機構的各部件的運動學連接單元和彈性元件，賦予屬性和彈簧剛度，并調整預緊載荷值；

定義測試工況，校核鎖止機構的鎖止行為，獲得所述鎖止機構的最終剛柔體混合模型；

其中，所述建立所述鎖止機構的各部件的運動學連接單元和彈性元件，賦予屬性和彈簧剛度，并調整預緊載荷值的步驟包括：

所述運動學連接單元包含連接主鎖芯的第一旋轉副、連接副鎖芯的第二旋轉副、主鎖芯的扭轉彈簧/拉壓彈簧和副鎖芯的拉壓彈簧/扭轉彈簧；

將第一旋轉副的主節點和第二旋轉副的主節點綁定于鎖殼體上，將第一旋轉副的副節點和第二旋轉副的副節點分別與主鎖芯、副鎖芯旋轉中心點連接，其中，所述第一旋轉副的主節點和副節點形成第一旋轉軸線，所述第二旋轉副的主節點和副節點形成第二旋轉軸線；

將所述主鎖芯的扭轉彈簧與第一旋轉副共節點，或者將所述主鎖芯的拉壓彈簧的主節點與鎖殼體相連，其副節點連接于主鎖芯的其他位置；