【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车，具体涉及一种基于超单元的汽车部件疲劳分析方法及系统。
技术介绍
1、随着汽车的普及，人们对汽车安全性和可靠性日趋关注。由于可靠性问题导致汽车运行过程中出现问题，容易造成交通事故，给驾驶者的人身安全带来威胁。因此，在汽车制造中，汽车安全性设计和结构可靠性设计成为汽车厂家重点研究项目。
2、对于结构可靠性验证方法主要通过试验场可靠性试验与疲劳仿真分析。试验场可靠性试验存在周期长、费用高等问题。疲劳仿真分析可减少时间和人力成本，提高分析效率，故疲劳仿真分析备受各大主机厂重视。
3、现有技术中通常利用汽车整车模型用于汽车部件的疲劳仿真分析。而汽车整车模型庞大，导致计算量巨大，计算时间长。而且由于整车模型结构复杂，现有技术利用汽车整车模型用于汽车部件的疲劳仿真分析，增加了因工作人员疏忽导致整车模型出现不易察觉错误的可能性。此外，现有技术中仅改动所要分析的汽车部件的局部结构后，仍需利用汽车整车模型用于汽车部件的疲劳仿真分析，进一步增加了计算量，导致大量时间与资源浪费，降低了工作效率。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于超单元的汽车部件疲劳分析方法及系统，用于减少计算量和计算时间、降低出现不易察觉错误的可能性、提高工作效率。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，方法包括以下步骤：
3、s1：建立目标车辆整车的有限元模型；目标车辆为其上含有所要进行疲劳分析的部件的汽
4、s2：将有限元模型划分为超单元和残余结构两个部分；
5、残余结构为有限元模型上与目标车辆上所要进行疲劳分析的部件所对应的部分，超单元为有限元模型上去除残余结构后的其余部分；
6、s3：对超单元进行动态缩聚，得到h3d文件；
7、s4：基于h3d文件，对残余结构进行频响分析，得到频响应力，保存在频响分析结果文件中；
8、s5：获取目标车辆的实际加速度时域信号，并将其转换成功率谱密度；
9、s6：基于频响分析结果文件和功率谱密度获取残余结构的疲劳损伤结果；
10、s7：对疲劳损伤结果进行计算转换，得到目标车辆上相应部件的疲劳应力分布结果，即疲劳分析结果。
11、进一步地，方法还包括：
12、对疲劳损伤结果以云图的形式进行展示。
13、进一步地，步骤s1包括：
14、获取汽车整车的cad数模、材料属性以及螺栓连接信息；
15、对cad数模进行网格划分，并基于材料属性以及螺栓连接信息建立网格连接，得到疲劳分析的有限元模型。
16、进一步地，步骤s3包括：
17、对超单元进行动态缩聚计算，生成超单元的刚度矩阵、质量矩阵以及阻尼矩阵，并保存在h3d文件中。
18、进一步地，步骤s4包括：
19、设置残余结构的边界条件；
20、加载h3d文件，对残余结构设置载荷步；
21、基于设置的边界条件和载荷步对残余结构进行频响分析，获得残余结构的频响应力，保存在频响分析结果文件中。
22、进一步地，步骤s5包括：
23、获取目标车辆上与所述残余结构相对应部件处的悬置点的实际加速度时域信号；
24、通过快速傅利叶变换将加速度时域信号转换成加速度频域信号；
25、对加速度频域信号进行转换，得到所述功率谱密度。
26、进一步地，步骤s6包括：
27、将频响分析结果文件输入到疲劳分析软件，并在疲劳分析软件对残余结构开展材料设置和载荷设置，材料设置为设置残余结构材料对应的s-n曲线，载荷设置为基于功率谱密度设置频响工况；
28、在上述设置完成后，通过所述疲劳分析软件计算得到残余结构的疲劳损伤结果。
29、进一步地，方法还包括：
30、建立plotel单元，用于在频响分析时显示车辆整体变形情况。
31、第二方面，本专利技术提供一种基于超单元的汽车部件疲劳分析系统，包括：
32、模型建立模块：用于建立目标车辆整车的有限元模型；目标车辆为其上含有所要进行疲劳分析的部件的汽车；
33、模型划分模块：用于将有限元模型划分为超单元和残余结构两个部分；
34、残余结构为有限元模型上与目标车辆上所要进行疲劳分析的部件所对应的部分，超单元为有限元模型上去除残余结构后的其余部分；
35、动态缩聚模块：用于对超单元进行动态缩聚，得到h3d文件；
36、频响分析模块：用于基于h3d文件，对残余结构进行频响分析，得到频响应力，保存在频响分析结果文件中；
37、第一获取模块：用于获取目标车辆的实际加速度时域信号，并将其转换成功率谱密度；
38、第二获取模块：用于基于频响分析结果文件和功率谱密度获取残余结构的疲劳损伤结果；
39、第三获取模块：用于对疲劳损伤结果进行计算转换，得到目标车辆上相应部件的疲劳应力分布结果，即疲劳分析结果。
40、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
41、1、本专利技术对车辆整车建立有限元模型，并对车辆整车的有限元模型进行超单元和残余结构划分，之后对超单元进行动态缩聚得到h3d文件，通过引用h3d文件的形式对残余结构进行计算，避免了现有技术中利用整车模型对车辆上所要进行疲劳分析的部件进行疲劳分析，从而有助于减少计算量和计算时间，提高计算效率，实现疲劳快速分析。
42、2、本专利技术对车辆整车的有限元模型进行超单元和残余结构划分后，通过引用h3d文件的形式对残余结构进行计算，避免了利用汽车整车模型用于汽车部件的疲劳仿真分析，从而有助于降低工作人员疏忽导致整车模型出现不易察觉的错误的可能性，还有助于实现模型的保密，保证模型文件的安全性。
43、3、仅改动所要分析的汽车部件的局部结构后再次进行疲劳分析时，本专利技术提出的方法不必利用汽车整车模型用于汽车部件的疲劳仿真分析，而是将超单元进行动态缩聚得到h3d文件，通过引用h3d文件的形式对残余结构进行计算，有助于避免计算量的进一步增加，避免时间与资源的浪费，提高工作效率。
44、由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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1.一种基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，方法还包括：
3.根据权利要求1所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤S1包括：
4.根据权利要求3所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤S3包括：
5.根据权利要求4所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤S4包括：
6.根据权利要求5所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤S5包括：
7.根据权利要求6所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤S6包括：
8.根据权利要求5所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，方法还包括：
9.一种基于超单元的汽车部件疲劳分析系统，其特征在于，包括以下模块：
【技术特征摘要】
1.一种基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，方法还包括：
3.根据权利要求1所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤s1包括：
4.根据权利要求3所述的基于超单元的汽车部件疲劳分析方法，其特征在于，步骤s3包括：
5.根据权利要求4所述的基于超单元的汽车...
【专利技术属性】
技术研发人员：王乾勋，崔震，刘振祥，郭继文，李重阳，刘秀芝，李静，娄芳庭，甄学聪，
申请(专利权)人：合智数创山东科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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