用于cae仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法
【专利摘要】本发明提供一种用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，包括步骤：启动CATIA软件，打开汽车声学部件CAD模型文件；提取与厚度测量有关的A、B两个复杂型面；在CATIA软件中对A、B两个复杂型面进行分割处理；以厚度为行值，分区标号为列值，建立一个厚度信息统计表格；设定每个分区的厚度计算方向；执行单个分区的距离统计计算，并测量B面上分区面的面积，计算结果记入Excel文件中；逐个完成所有分区的统计计算，计算结果记入Excel文件中；利用Excel软件计算功能完成最后的厚度百分比统计计算。本方法操作方便，提高了工作效率，采用标准的处理方法对产品进行分区处理，减少了不同人员统计结果的差异性。
【专利说明】用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种统计计算方法，尤其是一种利用三维CAD软件中曲面距离检测工具快速统计计算复杂型面汽车声学部件厚度百分比的方法，属于汽车声学部件采用统计能量(SEA)法进行声学性能CAE仿真分析的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在采用统计能量法对声学部件的吸音、隔音性能进行CAE(计算机辅助工程)仿真分析时，都需要统计声学部件的厚度百分比分布:从5mm开始，到产品的最大厚度，如35mm，中间以5mm为间隔，分别计算每种厚度在产品中对应的总面积与整个产品面积的比值。其中每个厚度在统计时所允许的偏差为±2.5mm，以1mm为例，在统计时将厚度在
7.5mm ( t〈12.5mm范围内的区域全部记为1mm厚度的面积内。
[0003]传统的统计方法为:1)、以10mmX 10mm为一方块，对整个产品进行分区(如图5) ;2)、逐个统计每个方块内产品的各厚度所占的面积；3)、把同一厚度在所有区域中的面积相加起来；4)、把各厚度的总面积除以产品的总面积。在这个过程中，首先需把10mmXlOOmm的方块继续分割成更小的方块(如图6，图7)，如20mmX 20mm，然后再手工测量每一个20mmX20mm方块内的产品的厚度(如图7),填入一个与产品分区图相同的方格图中，最后手工统计计算每个厚度所占用的方块数，计算出各厚度的百分比分布情况。用这种方法非常耗时，要完成一个汽车前围隔音垫厚度的统计，需要花费40h以上的时间，且不同的人员，由于测量手法的差异，统计的结果也会出现很大的差异，导致在后期进行声学性能计算时，计算结果的准确性很难得到保证。
[0004]因此，制定出一种效率高、准确性高、可靠性高的复杂型面声学部件厚度百分比的统计方法，对于成功的实施汽车零部件的声学性能CAE仿真分析具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种统计复杂型面声学部件厚度百分比的方法。其操作方便，提高了工作效率，适应范围广，统计结果不会因人而异，从而保证了声学CAE仿真分析结果的准确性。本发明采用的技术方案是:
一种用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，包括如下步骤:
a、启动3D图形处理软件CATIA，打开需要进行厚度百分比统计的声学部件CAD模型文
件；
b、提取与厚度测量相关的声学部件的两个相对的表面，称为A、B面；将厚度的测量转化为对A、B两个表面之间距离的测量；
C、在CATIA软件中对A、B面进行分区处理，分区的原则为:单个分割区域内厚度方向相同或者曲率变化一致；并且使得计算的厚度方向与实际厚度方向相同；d、建立一份Excel文件，行值为厚度值，列值为步骤c)中的分区编号；e、在CATIA软件的曲面距离统计工具中，制定厚度测量方向的原则:①对于厚度方向相同的连续区域，将厚度方向作为自定义测量方向，自定义方向的起点面为起始面，终点面为终止面;②对于上下平行的面的区域，使用“法线方向”测量；
f、将CATIA软件切换到自由曲面设计模块环境，调用软件中的曲面距离测量分析工具；设定一个距离统计步长值，然后按照c)中的分区与e)中确定的各区域测量方向进行逐步统计分析；
g、执行距离分析计算，分析出各个距离统计点在每个分区内的面积占比，以及各分区面的面积，把软件自动计算的结果记录到步骤d)建立的表格中；
h、按照步骤e)和f)的方法分别完成所有步骤c)中分区的各对应面之间距离及面积的统计，并把所有的结果记录到步骤d)建立的表格中；
1、利用Excel的自动求和功能及设定一个除法公式，即可迅速完成厚度百分比的统计。
[0006]进一步地,所述步骤a)中打开的CAD模型文件为.1ges或.step格式或.CATPart格式，当模型文件为.model格式时，采用复制，粘贴的方法，将打开的.model格式的模型文件中的数据信息拷贝到采用CATIA软件新建的.CATPart格式文件中，将.model格式的文件转化为.CATPart格式。
[0007]进一步地,所 述步骤b)中，与车体钣金贴合的面为B面,另外的一个面为A面。
[0008]进一步地，所述步骤c)具体为:分割部件中相对应的复杂型面，并命名为并命名为A2，A3，A4，…An ;B2，B3，B4，…此，使分割的单个区域内满足厚度方向相同或者曲率变化一致；直至余下的面全部为上下对应的较大面积的平整面，命名为Al与BI。
[0009]进一步地,所述步骤f)中，距离统计的步长值设定为2.5mm。
[0010]进一步地，所述步骤i)具体包括:各距离统计点在每个分区内的面积占比与各分区面积相乘得到各距离统计点在单个分区内的面积，然后将各距离统计点在单个分区内的面积求和得到各距离统计点的面积；各距离统计点的面积分别除以总面积就可以得到厚度百分比的统计数据。
[0011]优选地，对于采用法线方向计算厚度的非连续区域，或者是采用自定义的方向相同的非连续区域，进行单独计算或归为一组进行计算；对于自定义的方向不同的非连续区域，则必须单独进行计算。
[0012]本发明的优点:直接利用CATIA软件的距离统计计算工具完成计算，提升了复杂型面声学部件厚度百分比的统计效率，极大的缩短了该项工作的时间，对于同一汽车前围隔音垫的统计，仅需6h即可完成，耗费的时间比传统方法减少了 85%。同时采用标准的处理方法对数据进行分区处理，减少了不同人员统计结果的差异性，确保了后期对声学部件的实施声学仿真计算的准确性和有效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的流程图。
[0014]图2为本发明Excel统计表格的示意图。
[0015]图3a和图3b为本发明分区原则示意图。
[0016]图4为未按分区原则计算厚度示意图。[0017]图5传统统计方法产品分区示意图。
[0018]图6传统统计方法产品详细分区局部示意图。
[0019]图7传统统计方法产品厚度测量结果的示意图。
[0020]图8为本发明实施例1的示意图。
[0021]图9为本发明实施例2的示意图。
[0022]图10为本发明实施例3的示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0024]一种用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，包括如下步骤:
a、启动3D图形处理软件CATIA，打开需要进行厚度百分比统计的声学部件CAD模型文件。
[0025]b、提取与厚度测量相关的声学部件的两个相对的表面，也称为A、B面，其中与车体钣金贴合的面为B 面，另外的一个面为A面，将厚度的测量转化为对两个表面之间距离的测量。
[0026]C、在CATIA软件中对A、B面进行分区处理，分区的原则:单个分割区域内厚度方向应相同或者曲率变化应一致。应使计算的厚度方向与实际厚度方向相同，避免出现倾斜、交叉与重复计算等错误现象。
[0027]具体步骤为:分割部件中相对应的复杂型面(厚度方向不同的面、局部曲率变化较大的面)，并命名为A2，A3，A4，…An ;B2，B3，B4，...Bn。使分割的单个区域内满足厚度方向相同或者曲率变化一致。直至余下的面全部为上下对应的较大面积的平整面，命名为Al与BI。分割时要求分割的上下面在厚度方向上要一一对应。如图3b所示，虚线位置为分割区域的边界位置。
[0028]如果不对零件按照分区原则处理，则厚度计算方向将会产生倾斜、交叉与重复计算等错误现象，导致计算结果不准确，参考图4椭圆虚线框中箭头指示方向(以B面为测量起始面)。
[0029]d、建立一份Excel文件，行值为厚度值，列值为步骤c)中的分区编号，如图2所
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[0030]e、在CATIA软件的曲面距离统计工具中:“第一组”为所测量厚度方向的起始面，“第二组”为终止面。制定厚度测量方向的原则:①对于厚度方向相同的连续区域，应先自定义测量方向(与厚度方向相同)，自定义方向的起点面为起始面，终点面为终止面，如图3b中A1、B1，A2、B2，A4、B4，A6、B6，A7、B7区域。②对于上下平行的面(曲率变化一致，包括平面与曲面)区域，应使用“法线方向”测量，如图3b中A3、B3，A5、B5区域，B面为起始面，A面为终止面。
[0031]f、将CATIA软件切换到自由曲面设计模块环境，调用软件中的曲面距离测量分析工具。然后按照c)中的分区与e)中确定的各区域测量方向进行逐步统计分析。为了统计的精确性，设定距离统计的步长值为2.5mm,由CATIA软件自动完成所选定分区上的距离统计计算。[0032]g、执行距离分析计算，并计算B面(或者A面)上分区面的面积。最后把软件自动计算的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0033]CATIA软件可以分析出各个距离统计点在每个分区内的面积占比(百分比)，然后计算出各分区的面积；
h、按照步骤e)和f)的方法分别完成所有步骤c)中分区的各对应面之间距离及面积的统计，并把所有的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0034]1、利用Excel的自动求和功能及设定一个除法公式，即可迅速完成厚度百分比的统计。
[0035]如图2中的表格所示，各距离统计点在每个分区内的面积占比与各分区面积相乘得到各距离统计点在单个分区内的面积，然后将各距离统计点在单个分区内的面积求和得到各距离统计点的面积。各距离统计点的面积分别除以总面积(A面或者B面)就可以得到厚度百分比的统计数据。
[0036]图2注:VA1—5:其下标Al表不Al分区,下标5表不厚度为5mm,总的符号VA1—5表不5mm厚度在Al分区上所占的百分比，其他的依次类推；
另外，对于采用法线方向计算厚度的非连续区域，或者是采用自定义的方向相同的非连续区域，可以单独计算，也可以归为一组进行计算。对于自定义的方向不同的非连续区域，则必须单独进行计算。
[0037]实施例1:一种地毯隔音垫产品的厚度百分比统计
a、启动3D图形处理软件CATIA，打开需要进行厚度百分比统计的地毯隔音垫CAD模型文件。
[0038]b、提取与厚度测量相关的地毯隔音垫的上下两个表面(A面与B面)，其中与车体钣金贴合的面为B面，另外的一个面为A面，将厚度的测量转化为对两个表面之间距离的测量。
[0039]C、在CATIA软件中对A、B面进行分割分区处理，按照分区原则对该地毯隔音垫进行分区，共分割成10个计算区域(Al，…，A10)，实线为各区域的分割边界。如图8所示，图中仅对A面进行显示标注，B面与A面对应。
[0040]d、建立一份Excel文件(如图2所示)，行值为厚度值，列值为步骤c)中的分区编号(如图8所示)。
[0041]e、曲面距离统计工具中:按照厚度测量方向的原则对步骤c)中的分区进行方向确定。对于采用法线方向计算厚度的非连续区域，或者是采用自定义的方向相同的非连续区域，可以单独计算，也可以归为一组进行计算。对于自定义的方向不同的非连续区域，则必须单独进行计算。
[0042]f、将CATIA软件切换到自由曲面设计模块环境，调用软件中的曲面距离测量分析工具。然后按照c)中的分区与e)中确定的各区域测量方向进行逐步统计分析。设定距离统计的步长值为2.5mm,由CATIA软件自动完成所选定分区上的距离统计计算。
[0043]g、执行距离分析计算，并计算B面上分区面的面积。最后把软件自动计算的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0044]h、按照步骤e)和f)的方法分别完成所有步骤c)中分区的各对应面之间距离及面积的统计，并把所有的结果记录到步骤d)建立的表格中。[0045]1、利用Excel的自动求和功能及设定一个除法公式，即可迅速完成厚度百分比的统计。
[0046]实施例2:另一种地毯隔音垫产品的厚度百分比统计
a、启动3D图形处理软件CATIA，打开需要进行厚度百分比统计的地毯隔音垫CAD模型文件。
[0047]b、提取与厚度测量相关的地毯隔音垫的上下两个表面(A面与B面)，其中与车体钣金贴合的面为B面，另外的一个面为A面，将厚度的测量转化为对两个表面之间距离的测量。
[0048]C、在CATIA软件中对A、B面进行分割分区处理，按照分区原则对该地毯隔音垫进行分区，共分割成9个计算区域(BI，…，B9)，实线为各区域的分割边界。如图9所示，图中仅对B面进行显示标注，A面与B面对应。
[0049]d、建立一份Excel文件(如图2所示)，行值为厚度值，列值为步骤c)中的分区编号(如图9所示)。
[0050]e、曲面距离统计工具中:按照厚度测量方向的原则对步骤c)中的分区进行方向确定。对于采用法线方向计算厚度的非连续区域，或者是采用自定义的方向相同的非连续区域，可以单独计算，也可以归为一组进行计算。对于自定义的方向不同的非连续区域，则必须单独进行计算。
[0051]f、将CATIA软件切换到自由曲面设计模块环境，调用软件中的曲面距离测量分析工具。然后按照c)中的分区与e)中确定的各区域测量方向进行逐步统计分析。设定距离统计的步长值为2.5mm,由CATIA软件自动完成所选定分区上的距离统计计算。
[0052] g、执行距离分析计算，并计算B面上分区面的面积。最后把软件自动计算的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0053]h、按照步骤e)和f)的方法分别完成所有步骤c)中分区的各对应面之间距离及面积的统计，并把所有的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0054]1、利用Excel的自动求和功能及设定一个除法公式，即可迅速完成厚度百分比的统计。
[0055]实施例3:—种前围隔音垫产品的厚度百分比统计
a、启动3D图形处理软件CATIA，打开需要进行厚度百分比统计的地毯隔音垫CAD模型文件。
[0056]b、提取与厚度测量相关的地毯隔音垫的上下两个表面(A面与B面)，其中与车体钣金贴合的面为B面，另外的一个面为A面，将厚度的测量转化为对两个表面之间距离的测量。
[0057]C、在CATIA软件中对A、B面进行分割分区处理，按照分区原则对该地毯隔音垫进行分区，共分割成6个计算区域(B11，…，B16)，实线为各区域的分割边界。如图10所示，图中仅对B面进行显示标注，A面与B面对应。
[0058]d、建立一份Excel文件(如图2所示)，行值为厚度值，列值为步骤c)中的分区编号(如图10所示)。
[0059]e、曲面距离统计工具中:按照厚度测量方向的原则对步骤c)中的分区进行方向确定。对于采用法线方向计算厚度的非连续区域，或者是采用自定义的方向相同的非连续区域，可以单独计算，也可以归为一组进行计算。对于自定义的方向不同的非连续区域，则必须单独进行计算。
[0060]f、将CATIA软件切换到自由曲面设计模块环境，调用软件中的曲面距离测量分析工具。然后按照c)中的分区与e)中确定的各区域测量方向进行逐步统计分析。设定距离统计的步长值为2.5mm,由CATIA软件自动完成所选定分区上的距离统计计算。
[0061]g、执行距离分析计算，并计算B面上分区面的面积。最后把软件自动计算的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0062]h、按照步骤e)和f)的方法分别完成所有步骤c)中分区的各对应面之间距离及面积的统计，并把所有的结果记录到步骤d)建立的表格中。
[0063]1、利用Excel的自动求和功能及设定一个除法公式，即可迅速完成厚度百分比的统计。
【权利要求】
1.一种用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于，包括如下步骤: a、启动3D图形处理软件CATIA，打开需要进行厚度百分比统计的声学部件CAD模型文件； b、提取与厚度测量相关的声学部件的两个相对的表面，称为A、B面；将厚度的测量转化为对A、B两个表面之间距离的测量； C、在CATIA软件中对A、B面进行分区处理，分区的原则为:单个分割区域内厚度方向相同或者曲率变化一致；并且使得计算的厚度方向与实际厚度方向相同； d、建立一份Excel文件，行值为厚度值，列值为步骤c)中的分区编号； e、在CATIA软件的曲面距离统计工具中，制定厚度测量方向的原则:?对于厚度方向相同的连续区域，将厚度方向作为自定义测量方向，自定义方向的起点面为起始面，终点面为终止面对于上下平行的面的区域，使用“法线方向”测量； f、将CATIA软件切换到自由曲面设计模块环境，调用软件中的曲面距离测量分析工具；设定一个距离统计步长值，然后按照c)中的分区与e)中确定的各区域测量方向进行逐步统计分析； g、执行距离分析计算 ，分析出各个距离统计点在每个分区内的面积占比，以及各分区面的面积，把软件自动计算的结果记录到步骤d)建立的表格中； h、按照步骤e)和f)的方法分别完成所有步骤c)中分区的各对应面之间距离及面积的统计，并把所有的结果记录到步骤d)建立的表格中； 1、利用Excel的自动求和功能及设定一个除法公式，即可迅速完成厚度百分比的统计。
2.如权利要求1所述的用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于: 所述步骤a)中打开的CAD模型文件为.1ges或.step格式或.CATPart格式，当模型文件为.model格式时，采用复制，粘贴的方法，将打开的.model格式的模型文件中的数据信息拷贝到采用CATIA软件新建的.CATPart格式文件中，将.model格式的文件转化为.CATPart 格式。
3.如权利要求1所述的用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于: 所述步骤b)中，与车体钣金贴合的面为B面，另外的一个面为A面。
4.如权利要求1所述的用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于: 所述步骤c)具体为:分割部件中相对应的复杂型面，并命名为A2，A3，A4，…An ；B2,B3，B4，一Bn，使分割的单个区域内满足厚度方向相同或者曲率变化一致；直至余下的面全部为上下对应的较大面积的平整面,命名为Al与BI。
5.如权利要求1所述的用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于:所述步骤f)中，距离统计的步长值设定为2.5mm。
6.如权利要求1所述的用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于: 所述步骤i)具体包括:各距离统计点在每个分区内的面积占比与各分区面积相乘得到各距离统计点在单个分区内的面积，然后将各距离统计点在单个分区内的面积求和得到各距离统计点的面积；各距离统计点的面积分别除以总面积就可以得到厚度百分比的统计数据。
7.如权利要求1所述的用于CAE仿真分析的复杂型面汽车声学部件的厚度统计方法，其特征在于: 对于采用法线方向计算厚度的非连续区域，或者是采用自定义的方向相同的非连续区域，进行单独计算或归为一组进行计算；对于自定义的方向不同的非连续区域，则必须单独进行计 算。
【文档编号】G06F17/50GK104036085SQ201410274670
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】周国建, 阮静, 田秀杰, 黄威 申请人:无锡吉兴汽车声学部件科技有限公司