一種基于cae在碰撞模型中建立萬向節連接關系的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機輔助工程(CAE)技術領域，具體涉及一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節連接關系的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，車輛碰撞安全性的實車試驗一直是考核車輛被動安全性的權威手段。在導向系統的引導下，車輛撞向固定壁。整個碰撞過程由高速攝像設備記錄下來以便慢速回放以實現再現，由電測量系統將布置在車內的傳感器采集的數據進行整理，將整理得到的結果與標準數據進行對比，以考核被試車輛的碰撞性能。實際中，碰撞物理試驗周期長、費用高，采集數據存在局限性。隨著數值仿真技術的發展，通過仿真手段在設計階段把握車輛的被動安全性能已成為改善車輛被動安全性的重要方法。
[0003]轉向系統是整車的重要組成部分，由轉向盤、節叉、轉向軸、上下萬向節、轉向傳動軸所組成。在整車碰撞模型的建模過程中，整車碰撞模型的性能直接影響模擬試驗的計算結果，其中萬向節自身的連接關系尤為重要，這種連接關系決定了模擬試驗的計算結果是否收斂，如果不收斂則計算過程出錯無法繼續計算，需要進行模型調試，影響計算速度，給工程師帶來了很大的不便，同時增加了項目開發時間。
【發明內容】
[0004]本發明解決現有建立萬向節連接關系的方法會造成計算過程出錯的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供如下的技術方案:
一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節連接關系的方法，包括:
步驟101:建立有限元網格模型，使有限元網格模型中包括第一節叉和第二節叉，第一節叉上設置有相對的兩個第一安裝孔，第二節叉上設置有相對的兩個第二安裝孔；
步驟102:在第一節叉和第二節叉上分別建立第一對頂錐體和第二對頂錐體，使第一對頂錐體的兩個錐體的底面分別固定在兩個第一安裝孔內，第二對頂錐體的兩個錐體的底面分別固定在兩個第二安裝孔內；
步驟103:建立一個梁單元，梁單元是一條線段，這條線段的兩個端點分別為第一對頂錐體和第二對頂錐體的頂點；
步驟104:將梁單元的材料設定為鋼材。
[0006]在優選的方案中，兩個第一安裝孔內和兩個第二安裝孔中的每個安裝孔均是由沿著圓周分布的節點組成，每個安裝孔的節點均限定了一個多邊形，作為固定在該安裝孔中的錐體的底面。
[0007]本發明在構成萬向節的兩個節叉上分別設置對頂錐體，并且利用梁單元將兩個對頂錐體連接在一起，這樣不直接在屬于不同節叉的節點之間建立連接關系，而是借助于對頂錐體和梁單元建立連接關系，使得節叉的節點改變后仍能保持節叉和對頂錐體之間，以及對頂錐體和梁單元之間的連接關系。現有技術直接在屬于不同節叉的節點之間建立連接關系，這種連接關系會在節叉發生變化時被破壞，造成連接關系不穩定的問題，導致模擬試驗的計算過程出錯、計算結果不收斂，本發明利用對頂錐體和梁單元在對應的兩個節叉之間建立了穩固的連接關系，解決了現有建立萬向節連接關系的方法會造成計算過程出錯的問題，節約項目開發時間，提高工作效率。
【附圖說明】
[0008]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1為本發明實施例中節叉和對頂錐體的示意圖；
圖2為本發明實施例中的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0011]參見圖1和圖2描述本發明的實施例，借助于前處理軟件ANSA來完成，包括: 步驟101:建立有限元網格模型，使有限元網格模型中包括第一節叉和第二節叉，第一節叉上設置有相對的兩個第一安裝孔，第二節叉上設置有相對的兩個第二安裝孔；
步驟102:在第一節叉和第二節叉上分別建立第一對頂錐體和第二對頂錐體，使第一對頂錐體的兩個錐體的底面分別固定在兩個第一安裝孔內，第二對頂錐體的兩個錐體的底面分別固定在兩個第二安裝孔內；
其中，圖1中的附圖標記I表示節叉，附圖標記2表示與節叉對應的對頂錐體；
優選的，兩個第一安裝孔內和兩個第二安裝孔中的每個安裝孔均是由沿著圓周分布的節點組成，每個安裝孔的節點均限定了一個多邊形，作為固定在該安裝孔中的錐體的底面。對頂錐體是指兩個共軸且共用一個頂點的錐體，這個頂點為對頂錐體的頂點，每個對頂椎體都包括多條線段，每條線段的兩個端點均分別屬于同一節叉的兩個安裝孔的節點；安裝孔的節點是指這些節點圍成一圈，形成了安裝孔。
[0012]步驟103:建立一個梁單元，梁單元是一條線段，這條線段的兩個端點分別為第一對頂錐體和第二對頂錐體的頂點；
這種連接關系中，雖然對頂錐體的形狀可能發生改變，但是對頂錐體的頂點在整車坐標系下的坐標可以是始終不變的，因此，這種連接關系更加穩定。
[0013]步驟104:將梁單元的材料設定為鋼材。
[0014]其中，鋼材簡稱為鋼，是含碳量在0.0218%至2.11%之間的鐵碳合金。為了保證鋼的韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼所含有的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。
[0015]其中，例如LS-DYNA 定義了 MAT196 MAT_GENERAL_SPRING_DISCRETE_BEAM，是一種鋼材，可以將這個材料賦給梁單元。例如，材料為GBT 5213-2008定義的DC01。
[0016]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節連接關系的方法，其特征在于，包括: 步驟101:建立有限元網格模型，使有限元網格模型中包括第一節叉和第二節叉，第一節叉上設置有相對的兩個第一安裝孔，第二節叉上設置有相對的兩個第二安裝孔； 步驟102:在第一節叉和第二節叉上分別建立第一對頂錐體和第二對頂錐體，使第一對頂錐體的兩個錐體的底面分別固定在兩個第一安裝孔內，第二對頂錐體的兩個錐體的底面分別固定在兩個第二安裝孔內； 步驟103:建立一個梁單元，梁單元是一條線段，這條線段的兩個端點分別為第一對頂錐體和第二對頂錐體的頂點； 步驟104:將梁單元的材料設定為鋼材。
2.根據權利要求1所述基于CAE在碰撞模型中建立萬向節連接關系的方法，其特征在于，兩個第一安裝孔中和兩個第二安裝孔中的每個安裝孔均是由沿著圓周分布的節點組成，每個安裝孔的節點均限定了一個多邊形，作為固定在該安裝孔中的錐體的底面。
【專利摘要】本發明涉及計算機輔助工程（CAE）技術領域，提供了一種基于CAE在碰撞模型中建立萬向節連接關系的方法，本發明在構成萬向節的兩個節叉上分別設置對頂錐體，并且利用梁單元將兩個對頂錐體連接在一起，這樣不直接在屬于不同節叉的節點之間建立連接關系，而是借助于對頂錐體和梁單元建立連接關系，使得節叉的節點改變后仍能保持節叉和對頂錐體之間，以及對頂錐體和梁單元之間的連接關系，解決了現有建立萬向節連接關系的方法會造成計算過程出錯的問題，節約項目開發時間，提高工作效率。
【IPC分類】G06F17-50, F16D3-16
【公開號】CN104636533
【申請號】CN201410742009
【發明人】王志濤, 喬鑫, 孔繁華
【申請人】華晨汽車集團控股有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月9日