[發明專利]一維空氣彈簧模型輸出力計算方法及相關設備

在審

• 申請號: 202210190605.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114564830A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 師占雨;耿廣銳;高楊;韓艷輝;王輝;丁培林
• 申請（專利權）人: 東風商用車有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 湖北竟弘律師事務所 42230
• 代理人: 沈莉

本發明提供一種一維空氣彈簧模型輸出力計算方法及相關設備。該方法包括：通過氣動元件設計庫中的活塞元件和可變容積氣室構建一維空氣彈簧模型，再通過計算得到新的一維空氣彈簧模型位移；根據新的一維空氣彈簧模型位移對一維空氣彈簧模型進行仿真，得到本次仿真輸出的內部氣體壓強；根據本次仿真輸出的內部氣體壓強以及新的一維空氣彈簧模型位移得到一維空氣彈簧模型內部氣體壓力、一維空氣彈簧模型系統阻尼力以及一維空氣彈簧模型系統摩檫力，最后計算三個力的和，即可得到一維空氣彈簧模型輸出力。通過本發明，解決了采用非線性有限元軟件建立氣囊流固耦合有限元模型計算三維空氣彈簧模型輸出力的計算精度難以控制，計算效率低的問題。

技術領域

本發明涉及仿真技術領域，尤其涉及一種一維空氣彈簧模型輸出力計算方法及相關設備。

背景技術

空氣彈簧具有較高的吸振和降噪能力，可改善車輛的動力性，提高運行舒適性以及道路友好性。空氣彈簧安裝在空氣懸架系統中，是空氣懸架系統的核心部件。隨著計算機仿真技術的不斷進步，采用有限元技術可以在空氣彈簧設計初期，分析和評估其性能，確定和優化其各項參數，從而縮短空氣彈簧的研制和開發周期，提高產品質量和性能，降低產品開發成本和風險。

目前的空氣彈簧仿真主要是采用非線性有限元軟件建立三維的空氣彈簧氣囊流固耦合有限元模型，通過三維的空氣彈簧氣囊流固耦合有限元模型進行空氣彈簧的特性仿真工作。但是，一方面，空氣彈簧氣囊流固耦合模型的囊膜在不同壓強和不同行程下的體積變化量是非線性變化的，導致空氣彈簧氣囊流固耦合模型囊膜的體積變化量參數獲取難度大，不準確的空氣彈簧氣囊流固耦合模型囊膜的體積變化量參數導致空氣彈簧氣囊流固耦合模型輸出力的計算結果有較大偏差，計算精度難以控制；另一方面，三維的空氣彈簧氣囊流固耦合模型的網格規模比較大，且為了保證計算空氣彈簧氣囊流固耦合模型輸出力的計算結果的準確性，計算步長需要設置很短，因此計算耗時較長，計算效率低。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種一維空氣彈簧模型輸出力計算方法及相關設備，旨在解決采用非線性有限元軟件建立的三維空氣彈簧氣囊流固耦合有限元模型，導致計算空氣彈簧模型輸出力的計算精度難以控制，計算效率低的問題。

第一方面，本發明提供一種一維空氣彈簧模型輸出力計算方法，所述一維空氣彈簧模型輸出力計算方法包括：

通過氣動元件設計庫中的活塞元件和可變容積氣室構建一維空氣彈簧模型；

根據一維空氣彈簧模型上次仿真輸出的內部氣體壓強、一維空氣彈簧模型初始體積、一維空氣彈簧模型初始壓強以及一維空氣彈簧模型本次位移得到理論內部氣體壓強；

根據所述理論內部氣體壓強、所述一維空氣彈簧模型初始體積以及所述一維空氣彈簧模型初始壓強計算得到一維空氣彈簧模型可變容積氣室的體積變化值；

計算所述一維空氣彈簧模型可變容積氣室的體積變化值除以一維空氣彈簧模型的活塞元件的面積的商，得到新的一維空氣彈簧模型位移；

根據所述新的一維空氣彈簧模型位移對一維空氣彈簧模型進行仿真，得到本次仿真輸出的內部氣體壓強；

根據所述本次仿真輸出的內部氣體壓強以及所述新的一維空氣彈簧模型位移得到一維空氣彈簧模型內部氣體壓力、一維空氣彈簧模型系統阻尼力以及一維空氣彈簧模型系統摩檫力；

計算所述一維空氣彈簧模型內部氣體壓力、所述一維空氣彈簧模型系統阻尼力以及所述一維空氣彈簧模型系統摩檫力的和，得到一維空氣彈簧模型輸出力。

可選的，所述根據一維空氣彈簧模型上次仿真輸出的內部氣體壓強、一維空氣彈簧模型初始體積、一維空氣彈簧模型初始壓強以及一維空氣彈簧模型本次位移得到理論內部氣體壓強的步驟，包括：