基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及汽车仿真测试技术领域，具体公开了一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法及系统；方法包括建立引擎盖、截断装饰车身以及压溃式缓冲块模型，并将模型配合得到引擎盖开闭分析显示动力学模型，其中，在引擎盖模型钣金件之间建立焊点接头，对焊点接头进行归一化处理，并对焊核进行精细化建模，同时在进行焊点耐久疲劳分析中再对焊核进行归一化处理，采用归一化处理后的焊核具有韧性，并可防止出现单元剪切锁死现象，使得焊核可以承受拉伸、弯曲和剪切作用，同时获取引擎盖最长震荡周期，疲劳耐久的载荷数据来源引擎盖最长震荡周期内的所有载荷步，最后分别进行钣金及焊点疲劳耐久分析实现对引擎盖累计开闭的耐久寿命预测。闭的耐久寿命预测。闭的耐久寿命预测。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车仿真测试
，尤其是涉及一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的普及，前机舱的布置与传统燃油型汽车有所不同，新能源汽车前储物箱设计布置的引入将大大提高了汽车引擎盖开闭频率。另外，为了兼顾对行人的撞击保护性能，在汽车引擎盖上采用缓冲结构设计是国内外汽车厂商较为常用的做法。然而，引擎盖关闭使用服役累计冲击将影响到引擎盖的耐久寿命。目前，汽车行人保护系统引擎盖耐久预测主要采用物理实验方法，而该方法特别容易引起引擎盖上缓冲结构的破坏，造成成本代价上升。为了在设计阶段预先满足设计目标要求，需要对汽车行人保护系统引擎盖耐久寿命进行预测，这样不仅可以减少物理试验对缓冲结构的破坏，还可以达到降本增效的目的；而目前尚未有一种可靠有效在设计研发阶段的用于汽车引擎盖耐久寿命预测方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法及系统。
[0004]根据本专利技术第一方面实施例的一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法，其特征在于，包括：步骤S1：建立引擎盖数据模型，对引擎盖数据模型进行有限元网格划分得到网格化引擎盖模型；步骤S2：在所述网格化引擎盖模型钣金件之间建立焊点接头，对所述焊点接头进行归一化处理；步骤S3：建立压溃式缓冲块模型并网格化，对所述压溃式缓冲块模型赋予力学性能属性，并将所述压溃式缓冲块模型装配至所述网格化引擎盖模型内板表面得到装配引擎盖模型，对所述装配引擎盖模型输入满足模型约束条件的机械属性参数；步骤S4：建立截断装饰车身模型并网格化，将所述装配引擎盖模型装配至所述截断装饰车身模型得到分析动力学模型；步骤S5：对所述分析动力学模型进行边界条件以及力学参数输出设置并进行调试，对调试好的所述分析动力学模型进行强度分析计算，根据强度分析计算获取能量变化值及引擎盖最长震荡周期；步骤S6：根据所述引擎盖最长震荡周期内的所有载荷步确定载荷数据值，根据所述载荷数据值对所述分析动力学模型分别进行钣金疲劳耐久分析和焊点疲劳耐久分析得到引擎盖疲劳耐久使用寿命。
[0005]根据本专利技术的一些实施例，所述在所述网格化引擎盖模型钣金件之间建立焊点接
头，对所述焊点接头进行归一化处理，包括：对所述焊点接头进行三层六面体单元设置，对所述焊点接头上下两层与钣金单元连接处采用面接触设置；将所述焊点接头两端连接的钣金单元处进行网格重新匹配，使得上下钣金在焊点处的单元保持一致性。
[0006]根据本专利技术的一些实施例，所述建立压溃式缓冲块模型并网格化，对所述压溃式缓冲块模型赋予力学性能属性，并将所述压溃式缓冲块模型装配至所述网格化引擎盖模型内板表面得到装配引擎盖模型，对所述装配引擎盖模型输出满足模型约束条件的机械属性参数，包括：通过力学性能等效建模方式建立所述压溃式缓冲块模型；根据实际压溃式缓冲块压缩试验得到位移与压缩载荷力的曲线，根据位移与压缩载荷力的曲线对所述压溃式缓冲块模型赋予力学性能属性；对所述压溃式缓冲块模型上下端节点进行转动自由度约束，保留中轴线方向自由度。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述建立截断装饰车身模型并网格化，将所述装配引擎盖模型装配至所述截断装饰车身模型得到分析动力学模型之后，还包括：获取所述分析动力学模型中引擎盖开合重心坐标变化值，根据所述重心坐标变化值计算得到引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度；根据所述引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度，赋予引擎盖关闭的初始势能及初始转动冲击的角速度；根据本专利技术的一些实施例，所述获取所述分析动力学模型中引擎盖开合重心坐标变化值，根据所述重心坐标变化值计算得到引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度，包括：根据所述分析动力学模型中引擎盖开合重心坐标变化值，得到引擎盖开合重心变化的高度；根据引擎盖安装铰链采用结构，确定引擎盖转轴位置，根据引擎盖转轴位置确定引擎盖重心位置与引擎盖转轴的垂直距离；根据所述引擎盖开合重心变化的高度及引擎盖重心位置与引擎盖转轴的垂直距离计算得到引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度；根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述引擎盖开合重心变化的高度及引擎盖重心位置与引擎盖转轴的垂直距离计算得到引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度，包括：所述引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度计算公式为：式中，是根据设计要求引擎盖从预设开启角度到关闭状态重心变化的高度；是引擎盖处于微开状态下转动角速度；是引擎盖的质量；是重力场加速度；
是引擎盖绕引擎盖转轴的转动惯量；是引擎盖微开状态下引擎盖重心位置与引擎盖转轴的垂直距离；根据本专利技术的一些实施例，所述对所述分析动力学模型进行边界条件以及力学参数输出设置并进行调试，对调试好的所述分析动力学模型进行强度分析计算，根据强度分析计算的结果获取能量变化曲线及引擎盖最长震荡周期，包括：对所述分析动力学模型进行参数设置，所述参数设置包括：引擎盖节点赋予初始加速度、对所述分析动力学模型施加重力场、对模型截断处添加自由度约束以及对所述分析动力学模型进行能量、应力、节点力和位移相关输出设置；根据设置好参数的所述分析动力学模型进行调试，对调试好的所述分析动力学模型进行强度分析计算；根据所述强度分析计算的结果获取引能量变化曲线、擎盖最长震荡周期及压溃式缓冲块压缩时作用力与压缩量的时间历程曲线。
[0008]根据本专利技术第二方面实施例的一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测系统，包括：第一建模模块，用于对引擎盖、截断装饰车身及压溃式缓冲块进行动力学模型创建；第二建模模块，用于对引擎盖动力学模型钣金件之间建立焊点接头模型；网格划分模块，被配置为对所述第一建模模块及所述第二建模模块创建的模型进行有限元网格划分；归一化处理模块，被配置为对所述第二建模模块建立焊点接头模型进行归一化处理，以及在进行焊点耐久疲劳分析中对焊核进行归一化处理；第一赋值模块，被配置为对所述第一建模模块及所述第二建模模块创建的模型进行材料、尺寸及力学属性的赋值；第二赋值模块，被配置为对所述第一建模模块及所述第二建模模块创建的模型进行重力场、自由度约束及接触面参数的赋值；仿真计算模块，被配置为对所建立的有限元网格划分后模型通过有限元仿真计算，最终在仿真中预测出引擎盖上钣金疲劳耐久分析和焊点疲劳耐久分析数据，以得到引擎盖开合的累计服役使用寿命。
[0009]根据本专利技术第三方面实施例的一种计算机可读存储介质，计算机程序存储于存储介质上，其特征在于，被处理器读取后运行计算机程序以执行本专利技术第一方面实施例的基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法步骤。
[0010]根据本专利技术第四方面实施例的一种计算机设备，包括存储介质、处理器和计算机程序，计算机程序存储于存储介质上，其特征在于，处理器从存储介质读取计算机程序后运行该计算机程序以执行本专利技术第一方面实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法，其特征在于，包括：步骤S1：建立引擎盖数据模型，对引擎盖数据模型进行有限元网格划分得到网格化引擎盖模型；步骤S2：在所述网格化引擎盖模型的钣金件之间建立焊点接头，对所述焊点接头进行归一化处理；步骤S3：建立压溃式缓冲块模型并网格化，对所述压溃式缓冲块模型赋予力学性能属性，并将所述压溃式缓冲块模型装配至所述网格化引擎盖模型内板表面得到装配引擎盖模型，对所述装配引擎盖模型输入满足模型约束条件的机械属性参数；步骤S4：建立截断装饰车身模型并网格化，将所述装配引擎盖模型装配至所述截断装饰车身模型得到分析动力学模型；步骤S5：对所述分析动力学模型进行边界条件以及力学参数输出设置并进行调试，对调试好的所述分析动力学模型进行强度分析计算，根据强度分析计算获取能量变化值及引擎盖最长震荡周期；步骤S6：根据引擎盖最长震荡周期内的所有载荷步确定载荷数据值，根据所述载荷数据值对所述分析动力学模型分别进行钣金疲劳耐久分析和焊点疲劳耐久分析，得到引擎盖疲劳耐久使用寿命。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法，其特征在于，所述在所述网格化引擎盖模型钣金件之间建立焊点接头，对所述焊点接头进行归一化处理，包括：对所述焊点接头进行三层六面体单元设置，对所述焊点接头上下两层与钣金单元连接处采用面接触设置；将所述焊点接头两端连接的钣金单元处进行网格重新匹配，使得上下钣金在焊点处的单元保持一致性。3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法，其特征在于，所述建立压溃式缓冲块模型并网格化，对所述压溃式缓冲块模型赋予力学性能属性，并将所述压溃式缓冲块模型装配至所述网格化引擎盖模型内板表面得到装配引擎盖模型，对所述装配引擎盖模型输出满足模型约束条件的机械属性参数，包括：通过力学性能等效建模方式建立所述压溃式缓冲块模型；根据实际压溃式缓冲块压缩试验得到位移与压缩载荷力的曲线，根据位移与压缩载荷力的曲线对所述压溃式缓冲块模型赋予力学性能属性；对所述压溃式缓冲块模型上下端节点进行转动自由度约束，保留中轴线方向自由度。4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法，其特征在于，所述建立截断装饰车身模型并网格化，将所述装配引擎盖模型装配至所述截断装饰车身模型得到分析动力学模型之后，还包括：获取所述分析动力学模型中引擎盖开合重心坐标变化值，根据所述重心坐标变化值计算得到引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度；根据所述引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度，赋予引擎盖关闭的初始势能及初始转动冲击的角速度。5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟仿真的汽车引擎盖疲劳耐久寿命预测方法，其
特征在于，所述获取所述分析动力学模型中引擎盖开合重心坐标变化值，根据所述重心坐标变化值计算得到引擎盖关闭的初始能量及引擎盖初始转动冲击的角速度，包括：根据所述分析动力学模型中引擎盖开合重心坐标变化值，得到引擎盖开合重心变化的高度；根据引擎盖安装铰链采用结构，确定引擎盖转轴位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊，汪兆亮，黄晖，邱星，余显忠，赖余东，毕朋飞，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：