[发明专利]基于接口数字化表达的客车底架模块连接方法

说明书

本发明涉及一种基于接口数字化表达的客车底架模块连接方法，在对底架模块详尽分析的基础上，根据其接口结构件的布置方向将模块接口分为插入式接口和承接式接口。采用节点网法对接口的预连接结构件进行定位，引入特征点法对结构件的预连接截面进行表征；基于上述分别构建两种模块接口的数字化表达模型，最后通过接口矩阵的母子关系实现模块间可连接性的判定，并在此基础上进行模块间的物理连接。

技术领域

本发明涉及汽车设计制造领域，具体涉及了一种基于接口数字化表达的客车底架模块连接方法。

背景技术

近年来的研究表示平台化模块化的发展战略将是中国客车设计制造业的必经之路，该战略的本质是指企业在一定的发展基础上采用模块化设计理念对其已有的模型及其他数据进行模块划分与整理，建立模块数据库，在此基础上通过通用模块及专用模块的选用和组合实现产品的更新或设计新的产品。

客车底架是客车零部件及转向、控制等系统主要的承接和安装单元，在整车设计阶段属于首要的考虑因素。运用模块化的设计方法对底架进行设计能有效缩减产品的开发周期和成本，目前对客车底架进行模块化设计主要存在两个问题：一是在底架模块数据库构建的过程中，尚未有合适的表达方法对接口的几何结构信息进行描述；二是在实现客车底架的模块化设计过程中，尚缺少合适的方法能够快速、准确地识别模块间的可连接性。

因此，目前底架模块的连接多由人工试验或者经验完成，即单凭直观的手段对底架模块进行筛选以及组配，最后实现连接，效率低下且错误率高。

发明内容

本发明旨在提供一种基于接口数字化表达的客车底架模块连接方法，一方面能够实现底架模块接口信息的数字化录入，另一方面通过数字关系能够反应出模块间的可组合性和可互换性，并在此基础上，筛选能实现连接的底架模块组合，实现其连接。

具体方案如下：

1)定义模块接口的中心不动点为母节点，定义模块接口坐标系的原点为该母节点，模块的预连接方向为该坐标系的X轴方向；

2)定义模块接口上各预连接件连接截面的几何中心对称点为子

节点，各子节点相对于原点的坐标值为其定位坐标；

在接口节点网构建的基础，通过特征点法对预连接件的连接截面进行表征，以相对坐标的形式对特征点进行描述。

综上，通过矩阵的形式将各子节点和特征点的坐标进行有序汇总，构建模块接口的数字化表达模型。

根据模块接口预连接件的布置方向将模块接口分类，当预连接件与和模块接口的预连接方向平行时，为插入式接口；当预连接件与和模块接口的预连接方向垂直时，为承接式接口；插入式接口的预连接件以下称之为预插入件，承接式接口的预连接件以下称之为预承接件。

(1)对于插入式接口：

对各子节点定位坐标进行有序汇总，定义为插入式接口定位矩阵M；

对各预插入件的特征点坐标进行有序汇总，定义为接口连接截面相对表征矩阵Q；

根据公式(1)计算可得该插入式接口连接截面表征矩阵Q′：

(2)对于承接式接口：

定义范围矩阵：范围矩阵其中表示每一列元素为该对应列内最大数与最小数之间的任意实数值；

定义矩阵的母子关系：若其中一个矩阵的每一列元素均落入另一范围矩阵对应列元素的范围，则该两矩阵存在母子关系；

定义预承接件上承接截面相对于其子节点的承接范围为相对承接范围，该相对承接范围与对应子节点定位坐标的叠加即可获得该预承接件的绝对承接范围。