汽車傳動系統的模擬方法及裝置與流程

2023-04-28 12:12:31 1

本發明涉及汽車技術領域，尤其涉及一種汽車傳動系統的模擬方法及裝置。

背景技術：

隨著汽車的普及，人們對汽車的安全性能要求越來越高，尤其是汽車的碰撞安全性能。為了滿足人們對汽車安全性能不斷上升的要求，各大主機廠和設計企業都致力於提高各自的碰撞仿真分析的精度，使分析結果更加接近試驗結果。

目前，汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式的模擬問題一直是碰撞仿真分析領域的難題，汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式的模擬不準確，導致在碰撞仿真分析中，嚴重影響了仿真分析的精度。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種汽車傳動系統的模擬方法及裝置，以解決現有技術中傳動軸的運動方式和試驗不一致而影響碰撞仿真分析精度的問題。

本發明的第一方面提供一種汽車傳動系統的模擬方法，包括：

在有限元網格模型中至少生成模擬的變速器和模擬的傳動軸；其中，所述模擬的傳動軸的一端的截面中心設置有第一連接點，所述模擬的變速器的一端的截面中心設置有第二連接點，所述模擬的變速器的軸向上設置有第三連接點，所述第三連接點距離所述第二連接點在預設範圍內，所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器通過所述第一連接點、所述第二連接點、所述第三連接點以三點式鉸鏈方式連接；

根據所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式。

根據如上所述的方法，可選地，所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器的運動方式包括：

所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器軸向運動；

所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器旋轉運動；

所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器扭轉運動。

根據如上所述的方法，可選地，當所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器通過所述第一連接點、所述第二連接點、所述第三連接點以三點式鉸鏈方式連接時，所述第一連接點、所述第二連接點、所述第三連接點在同一軸向上。

根據如上所述的方法，可選地，當根據所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器扭轉運動時，所述第一連接點和所述第三連接點在所述軸向上重合。

根據如上所述的方法，可選地，所述第三連接點距離所述第二連接點100毫米。

本發明的另一方面是提供一種汽車傳動系統的模擬裝置，包括：

生成模塊，用於在有限元網格模型中至少生成模擬的變速器和模擬的傳動軸；其中，所述模擬的傳動軸的一端的截面中心設置有第一連接點，所述模擬的變速器的一端的截面中心設置有第二連接點，所述模擬的變速器的軸向上設置有第三連接點，所述第三連接點距離所述第二連接點在預設範圍內，所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器通過所述第一連接點、所述第二連接點、所述第三連接點以三點式鉸鏈方式連接；

模擬模塊，用於根據所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式。

根據如上所述的裝置，可選地，所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器的運動方式包括：

所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器軸向運動；

所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器旋轉運動；

所述汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器扭轉運動。

根據如上所述的裝置，可選地，當所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器通過所述第一連接點、所述第二連接點、所述第三連接點以三點式鉸鏈方式連接時，所述第一連接點、所述第二連接點、所述第三連接點在同一軸向上。

根據如上所述的裝置，可選地，當根據所述模擬的傳動軸和所述模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於所述汽車的變速器扭轉運動時，所述第一連接點和所述第三連接點在所述軸向上重合。

根據如上所述的裝置，可選地，所述第三連接點距離所述第二連接點100毫米。

本發明實施例提供的汽車傳動系統的模擬方法及裝置，通過根據模擬的傳動軸和模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式，實現了汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式的模擬與試驗一致，進而提高了碰撞仿真分析的精度。

附圖說明

圖1為模擬的傳動軸和模擬的變速器以球鉸鏈方式連接的結構示意圖；

圖2為模擬的傳動軸和模擬的變速器以圓柱鉸鏈方式連接的結構示意圖；

圖3為本發明一實施例提供的汽車傳動系統的模擬方法的流程示意圖；

圖4為本發明一實施例提供的模擬的傳動軸和模擬的變速器未連接時的結構示意圖；

圖5為本發明一實施例提供的模擬的傳動軸和模擬的變速器以三點式鉸鏈方式連接的結構示意圖；

圖6為本發明一實施例提供的汽車傳動系統的模擬裝置的結構示意圖；

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

現有技術中模擬汽車的傳動軸和汽車的變速器的連接方式有球鉸鏈方式和圓柱鉸鏈方式。

如圖1所示，包括了模擬的傳動軸和模擬的變速器從連接前到向下的直線箭頭所指向的連接後的兩種示意圖。其中，曲線箭頭3表示扭轉運動方向。模擬的傳動軸1和模擬的變速器2通過連接點n1、n2以球鉸鏈方式連接，模擬的傳動軸能夠以n1、n2的重合點為支點相對於模擬的變速器做扭轉運動，即可以模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。但是，不能模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器旋轉運動和軸向運動。

如圖2所示，同樣包括了模擬的傳動軸和模擬的變速器連接前和連接後兩種結構示意，其中，水平箭頭4表示軸向運動的方向，曲線箭頭5表示旋轉運動的方向。模擬的傳動軸1和模擬的變速器2通過連接點n1、n2、n3、n4以圓柱鉸鏈方式連接，連接點n1、n2、n3、n4在同一軸向上，連接之後，連接點n1和n2的位置可以重合，連接點n3和連接點n4的位置可以重合，且連接點n1到n3的距離與n2到n4的距離相同。模擬的傳動軸能夠沿軸向相對於模擬的變速器做軸向運動，軸向運動過程中，連接點n1和n3的位置可以在軸向上相對於n2和n4運動，即n1和n2的位置與n3和n4的位置也可以不重合，可以模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器軸向運動。模擬的傳動軸也能夠繞自己的中軸線相對於模擬的變速器做旋轉運動，即模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器旋轉運動。但是在這種連接方式下，不能模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。

為了解決在上述兩種連接方式下，都不能準確模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式的問題，本發明實施例提供一種汽車傳動系統的模擬方法，下面結合具體的實施例進行詳細的介紹。

實施例一

本實施例提供一種汽車傳動系統的模擬方法，用於模擬汽車的傳動系統。本實施例的執行主體是汽車傳動系統的模擬裝置，該裝置可以設置在汽車模擬軟體中，例如hypermesh軟體、ls-dyna軟體等。

圖3為本發明實施例提供的汽車傳動系統的模擬方法流程圖。該方法具體包括如下步驟：

步驟301，在有限元網格模型中至少生成模擬的變速器和模擬的傳動軸；其中，模擬的傳動軸的一端的截面中心設置有第一連接點，模擬的變速器的一端的截面中心設置有第二連接點，模擬的變速器的軸向上設置有第三連接點，第三連接點距離第二連接點在預設範圍內，模擬的傳動軸和模擬的變速器通過第一連接點、第二連接點、第三連接點以三點式鉸鏈方式連接。

具體的，可以通過現有軟體比如hypermesh軟體等可以建立有限元網格模型的軟體建立有限元網格模型，在此不做限制。在有限元網格模型中至少生成模擬的變速器和模擬的傳動軸，還可以生成模擬的傳動系統中其他部件，比如模擬的發動機。

如圖4所述，為模擬的傳動軸1與模擬的變速器2沒有連接時的結構示意圖，即第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3沒有放在一起時的結構示意圖。其中，模擬的傳動軸1的一端的截面中心設置有第一連接點m1，模擬的變速器2的一端的截面中心設置有第二連接點m2，模擬的變速器2的軸向上設置有第三連接點m3，第三連接點m3距離第二連接點m2在預設範圍內，模擬的傳動軸1和模擬的變速器2可以通過第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3以三點式鉸鏈方式連接。

如圖5所示，為模擬的傳動軸1與模擬的變速器2通過第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3以三點式鉸鏈方式連接後的結構示意圖。

示例性的，可以在hypermesh軟體中建立有限元網格模型，並在該有限元網格模型中生成模擬的變速器2和模擬的傳動軸1，在該模擬的傳動軸1的一端的截面中心建立第一連接點m1，該第一連接點m1通過hypermesh軟體中節點方式的關鍵字與模擬的傳動軸1相連。在模擬的變速器2的一端的截面中心建立第二連接點m2，在模擬的變速器2的軸向上建立第三連接點m3，該第三連接點m3距離第二連接點m2在預設範圍內，優選地，第三連接點m3與第二連接點m2的距離為100毫米，該第二連接點m2和第三連接點m3也通過節點方式的關鍵字與模擬的變速器相連。模擬的傳動軸1和模擬的變速器2通過第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3以鉸鏈方式連接即形成三點式鉸鏈方式連接。

步驟302，根據模擬的傳動軸和模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式。

當模擬的傳動軸1和模擬的變速器2之間以三點式鉸鏈方式連接後，就可以根據模擬的傳動軸1和模擬的變速器2之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式。

具體的，汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式可以包括：

汽車的傳動軸相對於汽車的變速器軸向運動；

汽車的傳動軸相對於汽車的變速器旋轉運動；

汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。

如圖5所示，水平箭頭6表示模擬的傳動軸1沿著軸向相對於模擬的變速器2做軸向運動的方向，能夠模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器軸向運動，即第一連接點m1在軸向上可以向遠離第三連接點m3的方向運動，也可以從遠離第三連接點m3的方向向第三連接點運動。曲線箭頭7表示模擬的傳動軸繞自己的軸心做旋轉運動的方向，能夠模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器旋轉運動。曲線箭頭8表示模擬的傳動軸以第一連接點和第三連接點的位置重合點為支點做扭轉運動的方向，能夠模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。實現了既能模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器軸向運動和旋轉運動，又能模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。解決了現有技術中模擬的傳動軸和模擬的變速器以球鉸鏈方式連接只能模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動，而模擬的傳動軸和模擬的變速器以圓柱鉸鏈方式連接只能模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器軸向運動和旋轉運動的問題。

可選地，如圖5所示，當模擬的傳動軸1和模擬的變速器2通過第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3以三點式鉸鏈方式連接時，該第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3在同一軸向上。

具體的，第一連接點m1在模擬的傳動軸1的軸向上，第二連接點m2和第三連接點m3在模擬的變速器2的軸向上，當模擬的傳動軸1和模擬的變速器2通過第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3以三點式鉸鏈方式連接時，需要將模擬的傳動軸1設置有第一連接點m1的一端插入模擬的變速器2設置有第二連接點m2和第三連接點m3的一端，插入的深度可以使第一連接點m1和第三連接點m3的位置重合。在模擬軸向運動時，第一連接點m1可以從第三連接點m3沿著模擬的變速器2的軸向(此時也可以是模擬的傳動軸1的軸向，兩者軸向相同)向第二連接點m2運動，甚至可以繼續沿著該軸向遠離第二連接點m2的方向運動。在模擬旋轉運動時，模擬的傳動軸1沿自己的軸心做旋轉運動，第一連接點m1仍始終處於模擬的變速器2的軸向上，與第二連接點m2和第三連接點m3在同一軸向上。在模擬扭轉運動時，模擬的傳動軸1以第一連接點m1和第三連接點m3的位置重合點為支點做扭轉運動，即第一連接點m1和第三連接點m3處於同一位置，則第一連接點m1、第二連接點m2、第三連接點m3仍處於同一軸向上。

可選地，如圖5所示，當根據模擬的傳動軸1和模擬的變速器2之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動時，第一連接點m1和第三連接點m3在軸向上重合。

具體的，當根據模擬的傳動軸1和模擬的變速器2之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動時，模擬的傳動軸1以第一連接點m1和第二連接點m2的重合點為支點相對於模擬的變速器2做扭轉運動，以模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。

本實施例提供的汽車傳動系統的模擬方法，通過根據模擬的傳動軸和模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式，實現了汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式的模擬與試驗一致，進而提高了碰撞仿真分析的精度。

實施例二

本實施例提供一種汽車傳動系統的模擬裝置，用於執行實施例一的汽車傳動系統的模擬方法。

圖6為本發明實施例提供的汽車傳動系統的模擬裝置的結構圖。如圖6所示，本實施例的汽車傳動系統的模擬裝置20包括生成模塊21和模擬模塊22。

其中，生成模塊21用於在有限元網格模型中至少生成模擬的變速器和模擬的傳動軸；其中，模擬的傳動軸的一端的截面中心設置有第一連接點，模擬的變速器的一端的截面中心設置有第二連接點，模擬的變速器的軸向上設置有第三連接點，第三連接點距離第二連接點在預設範圍內，模擬的傳動軸和模擬的變速器通過第一連接點、第二連接點、第三連接點以三點式鉸鏈方式連接；模擬模塊22用於根據模擬的傳動軸和模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式。

可選地，汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式至少可以包括三種：汽車的傳動軸相對於汽車的變速器軸向運動；汽車的傳動軸相對於汽車的變速器旋轉運動；汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動。

可選地，當模擬的傳動軸和模擬的變速器通過第一連接點、第二連接點、第三連接點以三點式鉸鏈方式連接時，該第一連接點、第二連接點、第三連接點在同一軸向上。

可選地，當根據模擬的傳動軸和模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器扭轉運動時，第一連接點和第三連接點在軸向上重合。

可選地，第三連接點距離第二連接點100毫米。

關於本實施例中的裝置，其中各個模塊執行操作的具體方式已經在有關該方法的實施例中進行了詳細描述，此處將不做詳細闡述說明。

根據本實施例的汽車傳動系統的模擬裝置，通過根據模擬的傳動軸和模擬的變速器之間的三點式鉸鏈的連接方式，模擬汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式，實現了汽車的傳動軸相對於汽車的變速器的運動方式的模擬與試驗一致，進而提高了碰撞仿真分析的精度。

需要說明的是，上述實施例中的「第一」、「第二」、「第三」只是用於區分，並不表示順序。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：rom、ram、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。