[發明專利]一種基于概念特征模型的轎車白車身模態優化方法

在審

• 申請號: 201910698874.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110532624A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 張宇;王夢翔
• 申請（專利權）人: 重慶電子工程職業學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/20
• 代理公司: 11350 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 湯東鳳<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種基于概念特征模型的轎車白車身模態優化方法，包括如下具體步驟：（1）概念車身接頭的建模；（2）概念車身整體的建模；（3）基于概念車身模型的模態及靈敏度分析；（4）詳細車身模型模態優化方案的提出；基于白車身概念特征模型分析計算主要梁結構靈敏度和接頭靈敏度，以此作為指標識別車身彎扭模態敏感區域，并提出模態優化指導措施，隨后將模態優化措施移植于白車身實車模型，可大大提高白車身NVH性能開發效率。

技術領域

本發明涉及一種基于概念特征模型的轎車白車身模態優化方法，屬于汽車NVH技術領域。

背景技術

現代車身結構設計主要劃分為概念設計階段，詳細設計階段和分析驗證階段。

目前，車身模態優化過程中需要經過多輪分析技術和優化迭代，車身有限元模型通常在數十萬單元規模，反復地分析計算會占用大量的人力、物力。

并且，車身分析驗證階段需要對車身結構進行大量的分析計算和優化迭代，也是一個耗費大量人力、物力的過程。

而概念車身模型采用梁單元和板殼單元模擬車身結構，簡化了幾何特征，縮減了單元規模，提高了計算效率。

可知，利用概念模型計算耗時少、效率高的特點，為詳細模型提供優化參考，可縮短開發周期。

但是，合理運用概念車身模型計算優勢指導車身詳細設計的相關報道尚不多見，因此亟待進一步研發設計。

發明內容

針對上述現存的技術問題，本發明提供一種基于概念特征模型的轎車白車身模態優化方法，根據車身結構設計流程，將白車身概念模型與實車模型同時融入白車身模態優化設計流程，通過白車身概念特征模型的關鍵梁靈敏度分析和接頭靈敏度分析，以快速識別白車身結構動態力學性能薄弱區域，從而便于快速指導白車身結構優化，提高車身模態的優化效率。

為實現上述目的，本發明提供一種基于概念特征模型的轎車白車身模態優化方法，包括如下具體步驟：

（1）概念車身接頭建模：

車身接頭結構是車身結構重要組成部分，它的剛度對車身結構響應有重要影響，并且接頭分支長度、各分支之間的圓弧過渡區域對接頭剛度的影響不容忽略，因此準確地截取接頭模型是建立高精度概念車身模型的關鍵。

概念車身接頭模型來源于詳細車身模型。

在轎車白車身接頭詳細模型各分支100mm處截斷，將接頭詳細模型各橫截面質心連線作為接頭概念模型各分支，且接頭概念模型各分支設為剛性梁單元。

進一步，接頭概念模型各分支兩端均設立節點，一節點與本分支相鄰的車身梁單元連接，另一節點與接頭詳細模型中心點通過球鉸連接。

更進一步，并根據接頭結構的力學性能，在接頭概念模型安置一組扭簧單元，每組扭簧單元由三個剛度不相關、方向相互正交的扭簧單元組成；接頭概念模型各分支與接頭概念模型中心點之間通過一個扭簧單元連接；將接頭詳細模型的剛度矩陣解耦處理后的特征值矩陣設為扭簧單元剛度，所得特征向量矩陣即為扭簧單元方向。

（2）概念車身整體建模：

（2.1）構建車身框架梁模型：在既有車身詳細模型的基礎上抽取特征點，通過特征點構造車身上的梁零件。

并且，特征點的坐標位置不需要十分精確，只需要大概的位置即可，之后可以有目的地調整點和線的空間位置。

進一步，在保證概念模型計算精度的前提下可對框架梁結構模型做如下處理：

（2.1.1）將彎曲梁用直梁代替，或者用分段梁代替，如前圍板上橫梁，頂蓋橫梁等。

（2.1.2）截面突變的梁結構亦采用分段直梁處理，如車身A柱，B柱等。