【技术实现步骤摘要】
本申请涉及汽车噪声仿真轮胎建模，特别涉及一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模方法、装置和设备。
技术介绍
1、汽车行驶过程中由于路面和轮胎相互作用产生的振动通过悬架的传递，在车身端引起钣金响应，进而引起车内成员的振动和噪声的不舒适感，已经成为用户抱怨的问题之一。在路噪开发过程中，前期建立整车模型，通过采集典型用户场景的路面特征，通过与轮胎模型的耦合，形成虚拟试验模型，从而预测和优化噪声显得尤为重要，可以避免后期反复修改设计，导致开发周期和成本的增加。由于轮胎的高度非线性，轮胎模型的建立成为整车建模仿真的一项技术瓶颈，采用不同的轮胎模型导致仿真精度和效率的不同。
2、轮胎作为高度非线性的产品，现有轮胎模型包括以下几种：采用数学公式拟合的模型，如著名的魔术公式，主要用于车辆动力学建模仿真领域；采用详细有限元模型建模的模型，需要详细的轮胎设计几何和材料参数，然后通过大量的试验数据标定进行模型标定，主要用于轮胎设计公司的详细设计，建模过程需要耗费大量的资源，与整车模型耦合常常导致整车模型规模增大，计算效率模型降低。还有一种是f-tire、cd-tier和模态轮胎，也是通过大量试验数据拟合和模型标定获得，一般整车设计公司通过购买获得，产生的费用较高，需要每个轮胎规格都要购买。
3、相关技术提供一种线性化轮胎模型建模方法，采用专用的前处理软件，或者编写程序即可生成线性化轮胎模型，进行数据映射，根据dmig矩阵要求完成质量阵、刚度阵、阻尼阵的组装，形成最终可供整车路噪仿真调用的模态轮胎模型文件。该模型覆盖了轮胎低频结构
4、但是，建模过程需要详细的轮胎结构设计有限元模型建模，也需要复杂的材料参数及本构关系数据库，同时需要进行充气、加载、滚动仿真和试验标定过程，建模过程费时、耗费大量资源，只适用于轮胎供应商具备详细设计数据的情况下进行建模。对于整车公司来说完全不能建立上述模型的能力，常常需要耗费大量费用购买车型开发中的轮胎模型，并且购买的轮胎模型就是一个黑匣子，在整车仿真过程中，也不能优化轮胎特性进行改善路噪的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模方法、装置和设备，以解决现有技术中的轮胎有限元模型建模过程费时，且费用较高，并且不能优化轮胎特性进行改善路噪的问题。
2、本申请第一方面实施例提供一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模方法，包括以下步骤：建立轮胎结构模型和轮胎腔内声腔模型，并基于所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型，建立轮胎结构和轮胎腔内声腔的耦合关系、轮胎地面接触地的约束条件得到轮胎有限元模型；利用所述轮胎腔内声腔模型的耦合表达腔内声腔共振效应和预设的轮胎传递函数的测试台架，得到台架测试的传递函数；通过有限元模型计算的传递函数和台架测试的传递函数之间的相关性系数得到目标函数，并以多个轮胎建模参数作为优化变量对目标函数进行迭代优化，直至满足预设迭代条件，得到整车路噪仿真用的轮胎模型。
3、可选地，所述建立轮胎结构模型，包括：基于预设的轮胎厚度和预设的轮胎材料，利用板壳单元对轮胎的胎面和轮胎的侧壁进行建模，得到第一建模结果；基于预设的轮缘厚度、预设的弹性模量和预设的材料密度对轮缘进行建模，得到第二建模结果，并根据轮心中心点和轮缘壳单元节点对轮辐进行建模，得到第三建模结果；根据所述第一建模结果、所述第二建模结果和所述第三建模结果建立所述轮胎结构模型。
4、可选地，所述轮胎的胎面和所述轮胎的侧壁的壳单元节点通过多个转动自由度弹簧单元在圆周方向连接，所述轮胎的侧壁和所述轮缘的壳单元节点支架之间通过多个平动弹簧单元在圆周方向连接。
5、可选地，在根据轮心中心点和轮缘壳单元节点对轮辐进行建模时，包括：采用无质量的钢性单元在轮辋的轮心中心点与轮缘的壳单元节点之间构建所述轮辐。
6、可选地，所述建立轮胎腔内声腔模型，包括：基于预设的轮胎腔体材料、预设的体积模量和空气密度，采用chexa流体单元建立所述轮胎腔内声腔模型。
7、可选地，在建立所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型之后，还包括：利用流固耦合接口进行耦合所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型。
8、可选地，所述轮胎地面接触地的约束条件为：利用柔性连接单元使轮胎接地点与轮胎接地痕迹附近进行连接，其中，所述柔性连接单的中心采用6自由度的弹簧，所述轮胎接地点的一端连接轮胎，所述轮胎接地点的另一端接地。
9、可选地，利用预设的轮胎传递函数的测试台架，得到台架测试的传递函数，包括：利用远端牵引电机通过拉绳将轮胎固定在试验台架平板下，保证轮胎的承受重量符合试验车辆要求；在轮毂中心平面的目标螺栓安装点位置进行敲击，得到力传感器和加速度传感器的响应数据；将轮毂周边的敲击力和加速度响应缩减成轮毂中心虚拟点响应，同时将所述力传感器响应缩减到轮胎接地中心的响应，得到轮毂中心到轮胎接地中心的六个自由度方向的传递函数。
10、本申请第二方面实施例提供一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模装置，包括：构建模块，用于建立轮胎结构模型和轮胎腔内声腔模型，并基于所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型，建立轮胎结构和轮胎腔内声腔的耦合关系、轮胎地面接触地的约束条件得到轮胎有限元模型；测试模块，用于利用所述轮胎腔内声腔模型的耦合表达腔内声腔共振效应和预设的轮胎传递函数的测试台架，得到台架测试的传递函数；优化模块，用于通过有限元模型计算的传递函数和台架测试的传递函数之间的相关性系数得到目标函数，并以多个轮胎建模参数作为优化变量对目标函数进行迭代优化，直至满足预设迭代条件，得到整车路噪仿真用的轮胎模型。
11、可选地，所述构建模块，还用于：基于预设的轮胎厚度和预设的轮胎材料，利用板壳单元对轮胎的胎面和轮胎的侧壁进行建模，得到第一建模结果；基于预设的轮缘厚度、预设的弹性模量和预设的材料密度对轮缘进行建模，得到第二建模结果，并根据轮心中心点和轮缘壳单元节点对轮辐进行建模，得到第三建模结果；根据所述第一建模结果、所述第二建模结果和所述第三建模结果建立所述轮胎结构模型。
12、可选地，所述轮胎的胎面和所述轮胎的侧壁的壳单元节点通过多个转动自由度弹簧单元在圆周方向连接，所述轮胎的侧壁和所述轮缘的壳单元节点支架之间通过多个平动弹簧单元在圆周方向连接。
13、可选地，所述构建模块，还用于：采用无质量的钢性单元在轮辋的轮心中心点与轮缘的壳单元节点之间构建所述轮辐。
14、可选地，所述构建模块，还用于：基于预设的轮胎腔体材料、预设的体积模量和空气密度，采用chexa流体单元建立所述轮胎腔内声腔模型。
15、可选地，在建立所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型之后，所述构建模块，还用于：利用流固耦合接口进行耦合所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型。
16、可选地，所述轮胎地面接触地的约束条件为：利用柔性连接单元使轮胎接地点与轮本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立轮胎结构模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轮胎的胎面和所述轮胎的侧壁的壳单元节点通过多个转动自由度弹簧单元在圆周方向连接，所述轮胎的侧壁和所述轮缘的壳单元节点支架之间通过多个平动弹簧单元在圆周方向连接。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据轮心中心点和轮缘壳单元节点对轮辐进行建模时，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立轮胎腔内声腔模型，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型之后，还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮胎地面接触地的约束条件为：利用柔性连接单元使轮胎接地点与轮胎接地痕迹附近进行连接，其中，所述柔性连接单的中心采用6自由度的弹簧，所述轮胎接地点的一端连接轮胎，所述轮胎接地点的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
9.一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述构建模块，还用于：
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述轮胎的胎面和所述轮胎的侧壁的壳单元节点通过多个转动自由度弹簧单元在圆周方向连接，所述轮胎的侧壁和所述轮缘的壳单元节点支架之间通过多个平动弹簧单元在圆周方向连接。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述构建模块，还用于：
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述构建模块，还用于：
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在建立所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型之后，所述构建模块，还用于：
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述轮胎地面接触地的约束条件为：利用柔性连接单元使轮胎接地点与轮胎接地痕迹附近进行连接，其中，所述柔性连接单的中心采用6自由度的弹簧，所述轮胎接地点的一端连接轮胎，所述轮胎接地点的另一端接地。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述测试模块，还用于：
17.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；
...【技术特征摘要】
1.一种汽车整车路噪仿真用的轮胎模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立轮胎结构模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轮胎的胎面和所述轮胎的侧壁的壳单元节点通过多个转动自由度弹簧单元在圆周方向连接，所述轮胎的侧壁和所述轮缘的壳单元节点支架之间通过多个平动弹簧单元在圆周方向连接。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据轮心中心点和轮缘壳单元节点对轮辐进行建模时，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立轮胎腔内声腔模型，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述轮胎结构模型和所述轮胎腔内声腔模型之后，还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮胎地面接触地的约束条件为：利用柔性连接单元使轮胎接地点与轮胎接地痕迹附近进行连接，其中，所述柔性连接单的中心采用6自由度的弹簧，所述轮胎接地点的一端连接轮胎，所述轮胎接地点的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用预设的轮胎传递函数的测试台架，得到台架测试的传递函数，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：谢然，陆家朋，毛华兵，张志达，许静超，沈飞，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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