[发明专利]车辆底盘零部件最大应力计算方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种车辆底盘零部件最大应力计算方法及系统，包括：构建不包含轮胎的整车刚柔耦合多体动力学模型；约束车身运动姿态，对整车刚柔耦合多体动力学模型进行对标；对六分力载荷进行灵敏度分析，得到底盘各零部件最大应力对各六分力载荷分量的灵敏度；分别统计各工况下实测道路六分力各载荷分量的最大值；根据步骤3中计算的灵敏度，计算底盘各个零部件在各工况下实测道路谱下的最大应力；计算得到对底盘各个零部件最大应力起主导作用的载荷分量，以及底盘系统中的最大应力。

技术领域

本发明涉及交通运输领域，特别涉及一种用于各类车辆底盘零部件最大应力计算方法；以及，一种用于各类车辆底盘零部件最大应力计算系统，一种用于执行所述车辆底盘零部件最大应力计算方法中各步骤的计算机可读存储介质。

背景技术

汽车耐久性是汽车质量好坏的重要标志之一，汽车整车耐久性试验作为验证汽车耐久性性能的重要工具，是各个厂商在验证设计阶段必做的试验之一。

可将汽车可靠性试验分为：试验室可靠性试验、试验场可靠性试验、用户道路可靠性试验。其中试验场、用户道路可靠性试验均需采集六分力、加速度、位移、应变等试验数据，涉及的工况繁多，采集到的试验数据时间历程长。对多种工况下采集的数据进行快速准确的分析，对缩短汽车产品开发周期、减少成本尤为重要。

汽车底盘作为车辆其他各系统的安装载体，承受着各种复杂工况载荷的作用，底盘性能的好坏将直接决定整车性能的好坏。在汽车实测道路中，底盘各零部件发生的最大应力值的大小和位置是底盘设计关注的重点，它可以作为强度破坏的依据，也可为底盘耐久设计提供参考。

VonMises应力是用于结构失效评估的重要判据之一，多用于塑性材料，属于当量应力，是根据第四强度理论得出的。

主应力指的是物体内某一点以法向量为n＝(n1,n2,n3)的微面积元上剪应力为零时的法向应力。n的方向称为这一点的应力主方向。

剪切应力是应力的一种，定义为单位面积上所承受的剪力，力的方向与受力面的发现方向正交。

硬点，一般是指悬架中决定悬架运动学特性的点，如关键的安装点、运动铰链中心点、衬套中心点等。

现有技术建立整车多体动力学模型，根据采集的实测道路谱数据，运用虚拟迭代的方法，得到整车多体动力学模型的驱动载荷，进行动力学仿真分析。提取底盘系统零部件硬点的载荷时间历程，结合零部件单位载荷作用下的应力影响因子，进行相互相乘叠加求和计算，得到零部件在实测道路谱下的应力时间历程。

现有技术需对整个实测道路谱载荷历程全时间段进行动力学仿真分析，计算周期长，时间成本高。需对底盘系统的每一个零部件逐个进行硬点载荷和单位载荷作用下的应力影响因子相乘叠加求和得到零部件的应力时间历程，最终得到底盘零部件出现最大应力的位置及大小，过程繁琐，耗时长，导致底盘疲劳耐久性设计迭代周期长。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种用于各类车辆底盘能快速计算多种工况下，实测道路谱载荷作用下底盘零部件最大应力及最大应力分布的车辆底盘零部件最大应力计算方法

相应的，本发明还提供了一种用于执行所述车辆底盘零部件最大应力计算方法中各步骤的计算机可读存储介质；以及，一种用于各类车辆底盘能快速计算多种工况下，实测道路谱载荷作用下底盘零部件最大应力及最大应力分布的车辆底盘零部件最大应力计算系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的车辆底盘零部件最大应力计算方法，包括以下步骤：

步骤1：构建不包含轮胎的整车刚柔耦合多体动力学模型；