车辆总成的仿真分析方法、装置、电子设备及可读介质与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及车辆总成的仿真分析方法、装置、电子设备及可读介质。


背景技术：

2.随着气候变暖，温度升高，车辆在高温和重力下会出现表面波浪变形、车辆的零件之间干涉等问题，影响用户的体验，车辆需要满足更高的温度要求。
3.现有技术下，利用仿真分析软件cae(工程设计中的计算机辅助工程)对车辆在高温下的变形情况进行模型建立和分析，分析精度较低，不能满足对车辆的优化要求。


技术实现要素：

4.本发明实施例是提供车辆总成的仿真分析方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，以解决利用仿真分析软件对车辆在高温下的变形情况进行模型建立和分析，分析精度较低，不能满足对车辆的优化要求的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.本发明实施例公开了车辆总成的仿真分析方法，应用于仿真分析软件，所述车辆总成由多个零件配合组成；所述方法包括：
7.基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；
8.基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；
9.基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；
10.基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；
11.对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。
12.可选地，所述基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力，还包括：
13.基于用户输入的所述车辆总成的各区域的第一温度，为所述车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。
14.可选地，所述基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性，还包括：
15.基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。
16.可选地，所述基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述
零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型，还包括；
17.基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
18.基于用户选择的四边形单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
19.基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆总成中的厚壁件构建对应的车辆总成的厚壁件模型；
20.基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型；
21.基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型。
22.可选地，所述基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分，还包括：
23.基于用户选择的单元尺寸，将所述车辆总成模型的零件的单元尺寸定位一致。
24.可选地，在所述基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分的步骤之后，所述方法还包括；
25.基于用户选择的组件，将车辆总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；
26.基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆总成模型中的零件定义接触类型。
27.可选地，所述方法包括：
28.若所述车辆总成模型的变形图像不满足所述总成的设计要求，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆总成。
29.本发明实施例还公开了车辆总成的仿真分析装置，应用于仿真分析软件，所述车辆总成由多个零件配合组成；所述装置包括：
30.构建模块，用于基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；
31.网格划分模块，用于基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；
32.材料属性添加模块，用于基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；
33.温度和重力添加模块，用于基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；
34.分析模块，用于对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。
35.可选地，所述温度和重力添加模块还包括：
36.温度添加子模块，用于基于用户输入的所述车辆总成的各区域的第一温度，为所述车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。
37.可选地，所述材料属性添加模块还包括：
38.材料属性添加子模块，用于基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。
39.可选地，所述构建模块还包括：
40.第一构建子模块，用于基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
41.第二构建子模块，用于基于用户选择的四边形单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
42.第三构建子模块，用于基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆总成中的厚壁件构建对应的车辆总成的厚壁件模型；
43.第四构建子模块，用于基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型；
44.第五构建子模块，用于基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型。
45.可选地，所述网格划分模块还包括：
46.网格划分子模块，用于基于用户选择的单元尺寸，将所述车辆总成模型的零件的单元尺寸定位一致。
47.可选地，所述装置还包括：
48.组件定义模块，用于基于用户选择的组件，将车辆总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；
49.接触类型定义模块，用于基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆总成模型中的零件定义接触类型。
50.可选地，所述装置还包括：
51.优化模块，用于在所述车辆总成模型的变形图像不满足所述总成的设计要求的情况下，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆总成。
52.本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
53.所述存储器，用于存放计算机程序；
54.所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如本发明实施例所述的方法。
55.本发明实施例还公开了一个或多个计算机可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。
56.本发明实施例包括以下优点：
57.本发明实施例提供了车辆总成的仿真分析方法、装置、电子设备及可读介质，基于用户输入的车辆总成的尺寸参数、零件的自由度、零件之间的连接关系和空隙参数，构建车
辆总成对应的车辆总成模型；基于用户选择的单元尺寸，对车辆总成模型进行网格划分；基于用户输入的零件的材料样条的材料属性，为车辆总成模型添加材料属性；基于用户输入的温度信息和重力信息，为车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；对车辆总成模型进行分析得到车辆总成模型的变形图像，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度，缩短对车辆的优化周期，降低为解决车辆在高温和重力耦合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。
附图说明
58.图1是本发明实施例中提供的车辆总成的仿真分析方法的步骤流程图；
59.图2是本发明实施例中提供的车辆总成的仿真分析装置的结构框图；
60.图3是本发明实施例中提供的车辆内外饰总成的仿真分析方法的步骤流程图；
61.图4是本发明实施例中提供的车辆总成的零件之间的间隙参数测量位置示意图；
62.图5是本发明实施例中提供的车辆总成模型的零件之间的连接关系为卡接类连接关系的建模图；
63.图6是本发明实施例中提供的一种为背门外装饰件创建温度分区的示意图；
64.图7是本发明实施例中提供的一种为背门外装饰件和尾灯创建温度分区的示意图；
65.图8是本发明实施例中提供的一种背门本体与尾灯之间的间隙缩小的示意图；
66.图9是本发明实施例中提供的一种背门本体与尾灯之间的设计间隙的剖面图；
67.图10是本发明实施例中提供的一种背门本体与尾灯之间的优化示意图；
68.图11是本发明实施例中提供的一种电子设备的框图；
69.图12是本发明实施例中提供的一种计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
70.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
71.为便于理解本技术实施例的技术方案和技术效果，下面对本技术的现有技术进行简要说明。
72.车辆包括许多总成；其中，总成，又被称为集合体，是一系列零件或者产品组成的一个实现某个特定功能的整体。例如：车辆中的仪表盘总成，扰流板总成，背门外装饰件总成、前保总成、后保总成和大包围总成等。随着全球气候变暖，温度上升，在温度和重力的作用下，车辆总成中的零件之间会发生干涉，车辆表面变形。在一示例中，背门外装饰件总成包括背门外装饰件与尾灯，随着温度上升，背门外装饰件与尾灯之间的间隙变小，甚至背门外装饰件与尾灯之间可能会发生干涉，背门外装饰件和尾灯被破坏。
73.现有技术中，利用仿真分析软件对全球气候变暖，温度上升影响下的车辆总成的仿真分析，为车辆总成对应的车辆总成模型添加的材料属性并不精确，为车辆总成模型添加的温度为均匀温度且未耦合重力的影响，车辆总成模型的变形情况不准确，分析精度不高。作为一种示例：现有技术下车辆在温度和重力耦合作用下的变形情况的分析精度如下表：
[0074][0075]
通过在23摄氏度和88摄氏度下对车辆总成的零件的间隙参数的三次测量，计算得到了23-88摄氏度下的第一间隙参数变化值；仿真分析软件基于用户输入的不精确的材料属性为车辆总成模型添加材料属性，且只为车辆总成模型添加均匀的温度未耦合重力的影响，通过求解器的分析得到了车辆总成模型的零件之间的第二间隙参数变化值，通过第一间隙参数变化值和第二间隙参数变化值计算得到分析精度仅为63.5％、63.6％和66.6％，分析精度不高。
[0076]
参照图1，示出了本发明实施例中提供的车辆总成的仿真分析方法的步骤流程图，应用于仿真分析软件，所述车辆总成由多个零件配合组成；具体可以包括如下步骤：
[0077]
步骤101：基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；
[0078]
车辆包括许多总成，总成是一系列零件或者产品组成的一个实现某个特定功能的整体。在本发明实施例中，基于用户所测量的车辆总成的尺寸参数，车辆总成的零件之间的空隙参数，所确定的车辆总成的零件的自由度、零件之间的连接关系建立模型。车辆总成的零件之间的连接关系可以为卡接类连接关系、螺栓连接关系、焊接类连接关系、螺钉连接关系等；当车辆总成中的零件之间的连接关系为卡接类连接关系时，零件被限制x方向的移动自由度，当零件之间的连接关系为螺栓连接关系时，零件被限制x、y、z三个方向上的移动自由度。
[0079]
在本发明实施例中，根据测量得到的车辆总成的尺寸参数、零件之间的空隙参数，确定零件之间的连接关系、零件之间的自由度，制作车辆总成的3d数据，并对车辆总成的3d数据，车辆总成与周边零件的自由度、连接关系等进行检查，确定数据信息完整、明确。
[0080]
仿真分析软件基于车辆总成的3d数据、车辆总成与周边零件的自由度、连接关系等数据信息建立车辆总成对应的车辆总成模型。如hypermesh软件中选择abaqus模板对车辆总成以及与车辆总成有配合关系的零件进行建模。
[0081]
步骤102：基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；
[0082]
仿真分析软件基于用户选择的单元尺寸，对车辆总成对应的车辆总成模型进行网格划分，将车辆总成模型分成很多小的单元。网格划分是车辆总成在高温和重力耦合下的变形情况的分析的重中之重，网格划分与计算目标的匹配程度、网格的质量好坏，决定了后期有限元计算的质量。
[0083]
步骤103：基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；
[0084]
仿真分析软件基于用户输入的零件的材料样条的材料属性为车辆总成模型中的零件添加应力应变曲线、线膨胀系数等材料属性。其中，零件的材料样条的材料属性是将零件的材料样条置于车辆总成在全球变暖、温度升高情况下各区域所达到的温度下测量得到
的零件的应力应变曲线、线膨胀系数。
[0085]
步骤104：基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；
[0086]
在仿真分析软件中，为车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；其中，用于模拟的温度是将车辆总成置于全球变暖、温度升高的情况下测量得到的车辆各区域所达到的温度。
[0087]
在车辆总成模型的网格节点上均匀地添加用于模拟的重力；根据车辆总成各区域所能达到的温度为车辆总成模型创建不同的区域，在各个区域的网格节点上添加用于模拟的温度。
[0088]
步骤105：对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。
[0089]
将从仿真分析软件中导出的车辆总成模型的.inp格式的文件导入abaqus求解器，进行求解分析，得到车辆总成模型在用于模拟的温度和重力耦合作用下的变形情况。根据车辆总成模型的变形情况对车辆进行优化，使车辆能够满足随着全球气候变暖，温度上升的高温要求。
[0090]
在本发明实施例中，基于用户输入的车辆总成的尺寸参数、零件的自由度、零件之间的连接关系和空隙参数，构建车辆总成对应的车辆总成模型；基于用户选择的单元尺寸，对车辆总成模型进行网格划分；基于用户输入的零件的材料样条的材料属性，为车辆总成模型添加材料属性；基于用户输入的温度信息和重力信息，为车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；对车辆总成模型进行分析得到车辆总成模型的变形图像，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度，缩短对车辆的优化周期，降低为解决车辆在高温和重力耦合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。
[0091]
进一步地，在上述任一实施例中，步骤104，还包括：
[0092]
子步骤s11，基于用户输入的所述车辆总成的各区域的第一温度，为所述车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。
[0093]
仿真分析软件基于车辆置于第二温度环境下测量得到的车辆总成的各区域的第一温度，为车辆总成各区域所能达到的温度为车辆总成模型创建不同的区域，在各个区域的网格节点上添加用于模拟的温度。参见图6和图7，示出了本发明实施例中提供的一种为背门外装饰件创建温度分区的示意图和一种为背门外装饰件和尾灯创建温度分区的示意图，由于背门外装饰件和尾灯的温度不同，为了分区域在车辆总成模型中添加用于模拟的温度，在背门外装饰件和尾灯创建了不同的温度分区。
[0094]
其中，第二温度是随着气候变暖、温度上升，车辆所经历的温度；第一温度是在第二温度的作用下，车辆总成的各区域所能达到的温度。
[0095]
将车辆整车进行四通道车身试验。在四通道车身试验的高温环节进行3小时后，高温辐射对零件的温度不再产生影响时，对车辆总成各区域的温度进行测量，并相差5摄氏度分开记录。其中，四通道车身试验是带环境温度控制的整车级道路模拟试验，用于考核车身结构、四门两盖、车身附件及内外饰件等在高低温和湿度环境下的使用寿命及其他各项性能。
[0096]
在本发明实施例中，仿真分析软件基于车辆置于第二温度环境下测量得到的车辆
总成的各区域的第一温度为车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度。
[0097]
进一步地，在上述任一实施例中，步骤103，还包括：
[0098]
子步骤s21，基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。
[0099]
基于用户输入的测量得到的零件的材料属性，为车辆总成模型添加材料属性。零件的材料属性是将零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。其中，材料属性包括弹性模量和线膨胀系数，材料属性是通过测量材料样条在第一温度下的尺寸参数变化并计算得到的；材料样条的样条尺寸是按照国标gbt1040.1制定得到的，类型为1a型；第一温度是在随着气候变暖、温度上升，车辆所经历的温度的作用下，车辆总成的各区域所能达到的温度。
[0100]
本发明实施例中，车辆总成的零件的常用材料包括pp(聚丙烯)、abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、pc/abs(聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物)、pp_gf(网络玻璃纤维增强聚丙烯)等；若零件的材料为pp、abs、pc/abs、pp_gf，需要测试的第一温度下的零件的材料属性包括23摄氏度、55摄氏度、60摄氏度、70摄氏度、80摄氏度、90摄氏度的材料的应力应变曲线和弹性模量和23-50摄氏度，23-60摄氏度，23-70摄氏度，23-80摄氏度，23-90摄氏度温度区间的材料的线膨胀系数；其中，车辆的内外饰总成的主仪表板上本体还需要测量100摄氏度、110摄氏度的材料的应力应变曲线和23-100摄氏度、23-110摄氏度温度区间的材料的线膨胀系数。
[0101]
作为本发明的一种示例，一种材料的不同温度的弹性模量e和泊松比nu如下图：
[0102][0103]
作为本发明的一种示例，一种材料的不同温度的应力yieldstress和应变plasticstrain如下图：
[0104][0105]
作为本发明的一种示例，一种材料的不同温度的线膨胀系数alpha如下图：
[0106][0107]
进一步地，在上述任一实施例中，步骤101，还包括：
[0108]
子步骤s31，基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；子步骤s32，基于用户选择的四边形单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
[0109]
子步骤s33，基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆总成中的厚壁件构建对应的车辆总成的厚壁件模型；
[0110]
子步骤s34，基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型；
[0111]
子步骤s35，基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型。
[0112]
在本发明实施例中，根据测量得到的车辆总成的尺寸参数、零件之间的空隙参数，确定零件之间的连接关系、零件之间的自由度，制作车辆总成的3d数据；仿真分析软件根据车辆总成的3d数据、车辆总成与周边零件的自由度、连接关系等数据信息为车辆总成建立对应的模型。如hypermesh软件中选择abaqus模板对车辆总成以及与车辆总成有配合关系的零件进行建模。
[0113]
若车辆总成的零件材料为注塑件或金属件，在对零件进行建模时，基于用户选择的二维的壳单元，选择的四边形单元建立对应的零件模型。其中，使用四边形单元，尽量减少三角形单元的使用，避免三角形单元的应力集中的问题，产生车辆总成中没有的应力，对车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形产生影响，降低分析精度。
[0114]
若车辆总成的零件为厚壁件，基于用户选择的三维的四面体单元建立对应的零件模型；若车辆总成的零件的连接关系为卡接类连接关系，参见图5，基于用户选择的一维的kincoup单元建立对应的零件模型；若车辆总成的零件之间的连接关系为螺栓连接关系或螺钉连接关系或焊接类连接关系，基于用户选择的一维的梁单元建立对应的零件模型。
[0115]
在本发明实施例中，仿真分析软件基于用户根据零件的材料、形状、零件之间的连接关系选择的合适的单元建立对应的零件模型，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度，缩短对车辆的优化周期，降低为解决车辆在高温和重力耦合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。
[0116]
进一步地，在上述任一实施例中，步骤102，还包括：
[0117]
子步骤s41，基于用户选择的单元尺寸，将所述车辆总成模型的零件的单元尺寸定位一致；
[0118]
仿真分析软件基于用户所测量得到的车辆总成的尺寸参数、零件之间的空隙参数，所确定的零件之间的连接关系、零件之间的自由度，对车辆总成以及与车辆总成有配合关系的零件进行建模。仿真分析软件基于用户选择的单元尺寸，对车辆总成模型进行网格划分；在对车辆总成模型中的不同零件进行网格划分时，将车辆总成模型的不同零件的单元尺寸定位一致，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度。
[0119]
进一步地，在上述任一实施例中，步骤102后，所述方法还包括：
[0120]
子步骤s51，基于用户选择的组件，将车辆总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；
[0121]
子步骤s52，基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆总成模型中的零件定义接触类型。
[0122]
仿真分析软件，对车辆总成对应的车辆总成模型进行网格划分，将车辆总成模型分成很多小的单元。网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小、计算时间
的多少。
[0123]
在本发明实施例中，为了减少计算时间，仿真分析软件对车辆总成对应的车辆总成模型进行网格划分后，需要验证车辆总成模型的网格的最小单元不小于1毫米。若车辆总成模型的网格的最小单元小于1毫米，仿真分析软件基于用户重新选择的单元尺寸，对车辆总成模型进行网格划分。
[0124]
面对不同厚度，不同材料的零件，仿真分析软件分别定义不同的组件，便于为不同厚度的零件、不同材料的零件定义不同的材料属性，为车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，分析精度的提高奠定基础。
[0125]
例如，厚度为2毫米的网格和厚度为3毫米的网格，仿真分析软件分别建立不同的组件。
[0126]
为零件之间的连接关系中的接触位置设置好接触类型，常见的接触类型为点面接触、面面接触等。例如：若零件之间的连接关系为螺钉连接关系，则在螺钉与零件的连接处定义接触类型为点面接触。
[0127]
进一步地，在上述任一实施例中，所述方法还包括：
[0128]
若所述车辆总成模型的变形图像不满足所述总成的设计要求，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆总成。
[0129]
将从仿真分析软件中导出的车辆总成模型的.inp格式的文件导入abaqus求解器，进行求解分析，得到车辆总成模型在用于模拟的温度和重力耦合作用下的变形情况。若零件之间的间隙缩小的值不小于车辆总成的零件之间的设计间隙参数时，车辆零件会发生干涉，车辆表面变形，可以采用更换所述零件的材料的方式，和/或，采用改变所述零件的自由度的方式，和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化车辆总成。参见图8，示出了本发明实施例提供的一种背门本体与尾灯之间的间隙缩小的示意图，车辆总成模型在用于模拟的温度和重力耦合作用下，背门本体与尾灯之间的间隙缩小了1.8毫米。参见图9，本发明实施例中提供的一种背门本体与尾灯之间的设计间隙的剖面图，背门外装饰件和尾灯之间的不同位置的设计间隙为1.644毫米和1.714毫米。
[0130]
在一具体示例中，车辆总成之间的零件的设计间隙为1.6毫米，而车辆总成模型在用于模拟的温度和重力耦合作用下，零件之间的间隙缩小了1.7毫米。修改车辆总成模型的材料属性，对车辆总成重新建模并进行分析，寻找零件之间的间隙缩小的值小于车辆总成的零件之间的间隙参数时，零件的材料属性。在第一温度为88摄氏度，材料的线膨胀系数为5.39e-5/开时，车辆总成模型在用于温度和重力耦合作用下，零件之间的间隙缩小了1.5毫米，满足要求；在零件库中选择温度为88摄氏度，线膨胀系数为5.36e-5/开的材料，abs-899号材料进行替换，来优化车辆。
[0131]
在又一具体示例中，车辆总成之间的零件之间的连接关系为卡接类连接关系，限制了一个方向上的移动自由度，零件之间的设计间隙为1.6毫米，而车辆总成模型在用于模拟的温度和重力耦合作用下，零件之间的间隙缩小了1.8毫米。修改车辆总成的零件的自由度，对车辆总成重新建模并进行分析，寻找合适的零件之间的连接关系。在零件之间的连接关系为螺栓连接关系时，限制了三个方向上的移动自由度，车辆总成模型在用于温度和重力耦合作用下，零件之间的间隙缩小了1.35毫米，仍不满足要求。再次将螺栓和螺母的定位
移动至靠近配合处，车辆总成模型在用于温度和重力耦合作用下，零件之间的间隙缩小了1.43毫米。
[0132]
在又一具体示例中，车辆总成之间的零件的设计间隙为1.6毫米，而车辆总成模型在用于模拟的温度和重力耦合作用下，零件之间的间隙缩小了1.8毫米。参见图10，示出了本发明实施例中提供的一种背门本体与尾灯之间的优化示意图；在车辆总成的零件的间隙的靠近一侧的2毫米处增加一个橡胶限位块，对车辆总成重新建模并进行分析，零件之间的间隙缩小了1.46毫米。
[0133]
需要说明的是，本技术实施例包括但不限于上述示例，可以理解的是，本技术实施例的思想指导下，本领域技术人员还可以根据实际需求进行设置，本技术对比不做限制。
[0134]
本发明实施例提供了车辆总成的仿真分析方法、装置、电子设备及可读介质，基于用户输入的车辆总成的尺寸参数、零件的自由度、零件之间的连接关系和空隙参数，构建车辆总成对应的车辆总成模型；基于用户选择的单元尺寸，对车辆总成模型进行网格划分；基于用户输入的零件的材料样条的材料属性，为车辆总成模型添加材料属性；基于用户输入的温度信息和重力信息，为车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；对车辆总成模型进行分析得到车辆总成模型的变形图像，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度，缩短对车辆的优化周期，降低为解决车辆在高温和重力耦合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。
[0135]
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
[0136]
参照图2，示出了本发明实施例中提供的车辆总成的仿真分析装置的结构框图，应用于仿真分析软件，所述车辆总成由多个零件配合组成，具体可以包括如下模块：
[0137]
构建模块201，用于基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；
[0138]
网格划分模块202，用于基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；
[0139]
材料属性添加模块203，用于基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；
[0140]
温度和重力添加模块204，用于基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；
[0141]
分析模块205，用于对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。
[0142]
可选地，所述温度和重力添加模块还包括：
[0143]
温度添加子模块，用于基于用户输入的所述车辆总成的各区域的第一温度，为所述车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。
[0144]
可选地，所述材料属性添加模块还包括：
[0145]
材料属性添加子模块，用于基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。
[0146]
可选地，所述构建模块还包括：
[0147]
第一构建子模块，用于基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
[0148]
第二构建子模块，用于基于用户选择的四边形单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
[0149]
第三构建子模块，用于基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆总成中的厚壁件构建对应的车辆总成的厚壁件模型；
[0150]
第四构建子模块，用于基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型；
[0151]
第五构建子模块，用于基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型。
[0152]
可选地，所述网格划分模块还包括：
[0153]
网格划分子模块，用于基于用户选择的单元尺寸，将所述车辆总成模型的零件的单元尺寸定位一致。
[0154]
可选地，所述装置还包括：
[0155]
组件定义模块，用于基于用户选择的组件，将车辆总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；
[0156]
接触类型定义模块，用于基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆总成模型中的零件定义接触类型。
[0157]
可选地，所述装置还包括：
[0158]
优化模块，用于在所述车辆总成模型的变形图像不满足所述总成的设计要求的情况下，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆总成。
[0159]
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0160]
参见图3，示出了本发明实施例中提供的车辆内外饰总成的仿真分析方法的步骤流程图；
[0161]
步骤301，基于用户输入的所述车辆内外饰总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆内外饰总成对应的车辆内外饰总成模型；
[0162]
步骤301还包括：
[0163]
子步骤61，基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆内外饰总成构建对应的车辆内外饰总成模型；
[0164]
子步骤62，基于用户选择的四边形单元，为所述车辆内外饰总成构建对应的车辆
内外饰总成模型；
[0165]
子步骤63，基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆内外饰总成中的厚壁件构建对应的车辆内外饰总成的厚壁件模型；
[0166]
子步骤64，基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆内外饰总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆内外饰总成的零件模型；
[0167]
子步骤65，基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆内外饰总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆内外饰总成的零件模型。
[0168]
步骤302，基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆内外饰总成模型进行网格划分，并将所述车辆内外饰总成模型的零件的单元尺寸定位一致。
[0169]
基于用户选择的组件，将车辆内外饰总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；
[0170]
基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆内外饰总成模型中的零件定义接触类型。
[0171]
步骤303，基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆内外饰总成模型添加材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。
[0172]
步骤304，基于用户输入的所述车辆内外饰总成的各区域的第一温度，为所述车辆内外饰总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆内外饰总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。
[0173]
步骤305，若所述车辆内外饰总成模型的变形图像不满足所述内外饰总成的设计要求，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆内外饰总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆内外饰总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆内外饰总成。
[0174]
步骤306，基于优化后的车辆内外饰总成，重新建立模型并分析车辆内外饰总成模型的变形结果是否满足设计要求。
[0175]
为了使本领域技术人员更好地理解本技术实施例中的技术方案，下面通过一些可能的例子进行示例性说明：
[0176]
参见图4，示出了本发明实施例中提供的车辆总成的零件之间的间隙参数测量位置示意图，分别在位置1、位置2、位置2测量车辆总成的零件之间的参数。
[0177]
作为本发明的一种示例，车辆总成在重力和温度耦合作用下的变形情况的分析精度表如下：
[0178][0179]
在h529、ca985、c698三个项目中，在位置1、位置2、位置3分别测量了3次23摄氏度和高温88摄氏度下的车辆总成的零件之间的间隙参数，并计算得到了间隙参数均值以及23-88摄氏度的温度变化下的第三间隙参数变化值。仿真分析软件基于用户输入的零件的材料样条的材料属性，为车辆总成模型添加材料属性，基于用户输入的重力信息，为车辆总成模型添加用于模拟的重力，基于用户在第二温度下测量得到的车辆总成的各区域的第一温度，为车辆总成模型添加用于模拟的温度，在求解器中分析得到车辆总成中的零件之间的第四间隙参数变化值。通过第三间隙参数变化值和第四间隙参数变化值，计算得到分析精度，达到0.1毫米级，分析精度较高。
[0180]
另外，本发明实施例还提供一种电子设备，如图11所示，包括处理器1101、通信接口1102、存储器1103和通信总线1104，其中，处理器1101，通信接口1102，存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信，
[0181]
存储器1103，用于存放计算机程序；
[0182]
处理器1101，用于执行存储器1103上所存放的程序时，实现如下步骤：
[0183]
基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；
[0184]
基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；
[0185]
基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；
[0186]
基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；
[0187]
对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。
[0188]
在本发明的一种可选实施例中，所述基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力，还包括：
[0189]
基于用户输入的所述车辆总成的各区域的第一温度，为所述车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。
[0190]
在本发明的一种可选实施例中，所述基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性，还包括：
[0191]
基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆总成模型添加
材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。
[0192]
在本发明的一种可选实施例中，所述基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型，还包括；
[0193]
基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
[0194]
基于用户选择的四边形单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；
[0195]
基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆总成中的厚壁件构建对应的车辆总成的厚壁件模型；
[0196]
基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型；
[0197]
基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型。
[0198]
在本发明的一种可选实施例中，所述基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分，还包括：
[0199]
基于用户选择的单元尺寸，将所述车辆总成模型的零件的单元尺寸定位一致。
[0200]
在本发明的一种可选实施例中，在所述基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分的步骤之后，所述方法还包括；
[0201]
基于用户选择的组件，将车辆总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；
[0202]
基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆总成模型中的零件定义接触类型。
[0203]
在本发明的一种可选实施例中，所述方法包括：
[0204]
若所述车辆总成模型的变形图像不满足所述总成的设计要求，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆总成。
[0205]
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0206]
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
[0207]
存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，简称ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
[0208]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0209]
如图12所示，在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质1201，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所述的车辆总成的仿真分析方法。
[0210]
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中所述的车辆总成的仿真分析方法。
[0211]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
[0212]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0213]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0214]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.车辆总成的仿真分析方法，其特征在于，应用于仿真分析软件，所述车辆总成由多个零件配合组成；所述方法包括：基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力，还包括：基于用户输入的所述车辆总成的各区域的第一温度，为所述车辆总成模型的各区域添加用于模拟的温度；所述车辆总成的各区域的第一温度是将所述车辆置于第二温度环境下测量得到的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性，还包括：基于用户输入的所述测量得到的所述零件的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；所述零件的材料属性是将所述零件的材料样条置于所述第一温度环境下测量得到的。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型，还包括：基于用户选择的二维的壳单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；基于用户选择的四边形单元，为所述车辆总成构建对应的车辆总成模型；基于用户选择的三维的四面体单元，为所述车辆总成中的厚壁件构建对应的车辆总成的厚壁件模型；基于用户选择的一维的kincoup单元，为所述车辆总成的零件之间的卡接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型；基于用户选择的一维的梁单元，为所述车辆总成的零件之间的螺栓连接关系和/或螺钉连接关系和/或焊接类连接关系构建对应的车辆总成的零件模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分，还包括：基于用户选择的单元尺寸，将所述车辆总成模型的零件的单元尺寸定位一致。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分的步骤之后，所述方法还包括；基于用户选择的组件，将车辆总成模型中的不同厚度、不同材料的零件定义为不同的组件；基于用户选择的零件之间的接触类型，为所述车辆总成模型中的零件定义接触类型。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：若所述车辆总成模型的变形图像不满足所述总成的设计要求，采用更换所述零件的材料的方式优化所述车辆总成；和/或，采用改变所述零件的自由度的方式优化所述车辆总成；和/或，采用在所述零件的空隙添加限位块的方式优化所述车辆总成。8.车辆总成的仿真分析装置，其特征在于，应用于仿真分析软件，所述车辆总成由多个零件配合组成；所述装置包括：构建模块，用于基于用户输入的所述车辆总成的尺寸参数、所述零件的自由度、所述零件之间的连接关系和空隙参数，构建所述车辆总成对应的车辆总成模型；网格划分模块，用于基于用户选择的单元尺寸，对所述车辆总成模型进行网格划分；材料属性添加模块，用于基于用户输入的所述零件的材料样条的材料属性，为所述车辆总成模型添加材料属性；温度和重力添加模块，用于基于用户输入的温度信息和重力信息，为所述车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；分析模块，用于对所述车辆总成模型进行分析得到所述车辆总成模型的变形图像。9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。10.一个或多个计算机可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了车辆总成的仿真分析方法、装置、电子设备及可读介质，基于用户输入的车辆总成的尺寸参数、零件的自由度、零件之间的连接关系和空隙参数，构建车辆总成对应的车辆总成模型；基于用户选择的单元尺寸，对车辆总成模型进行网格划分；基于用户输入的零件的材料样条的材料属性，为车辆总成模型添加材料属性；基于用户输入的温度信息和重力信息，为车辆总成模型添加用于模拟的温度和重力；对车辆总成模型进行分析得到车辆总成模型的变形图像，可以使车辆总成模型在温度和重力耦合作用的变形情况更加准确，提高分析精度，缩短对车辆的优化周期，降低为解决车辆在高温和重力耦合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。合作用下产生的变形和干涉的问题的研发成本。


技术研发人员：莫仲学 李仁勇 卢晓玲 李远莉
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/9/9