本发明涉及计算机辅助设计技术领域，特别涉及一种汽车拖钩强度的分析方法。
背景技术：
随着经济的发展与技术的进步，城市居民汽车保有量在迅猛增长，道路交通事故已经成为人类生命安全的重要威胁之一。因此如何提高汽车的整体安全性能，已经成为了汽车工程师最重要的一个研究方向。
对汽车而言，为了便于实际应用，通常在汽车的尾部加装一汽车拖钩，便于实际拖拽拖车、游艇、摩托车、房车、自行车架以及行李箱等。具体的，汽车拖钩系统的英文名为towbar，它是汽车的拖车及牵引装置，由安装固定支架(基座防撞梁)、球型拖钩以及拖车电源模块组成。目前已成为汽车必须配备的部件。在拖钩的制作过程中，通常需要对汽车拖钩的强度进行仿真模拟，经反复验证与修改以最终得到满足设计要求的汽车拖钩结构。
然而，现有对汽车拖钩的强度进行分析时，其准确性仍有待提高，无法确保其实际使用过程中的安全性，存在一定的安全隐患。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的是为了解决现有技术中，在对汽车拖钩的强度进行分析时，其准确性仍有待提高的问题。
本发明提出一种汽车拖钩强度的分析方法，其中，所述方法包括如下步骤：
对汽车白车身以及所述汽车拖钩进行整体扫描，根据扫描得到的扫描数据建立有限元模型；
根据预设载荷公式，计算获取所述汽车拖钩在不同工况下对应的目标载荷值；
在所述有限元模型中加载所述目标载荷值，并对所述有限元模型进行求解以得到所述汽车拖钩的安装点处对应的残余应变；
当判断到所述残余应变在预设应变范围内，则输出所述有限元模型的分析数据。
本发明提出的汽车拖钩强度的分析方法，首先对汽车白车身以及汽车拖钩进行整体扫描，然后根据扫描得到的数据进行建立有限元模型，根据汽车的载重，计算汽车拖钩在不同的工况下对应的目标载荷值，再将对应的目标载荷值加载到已建立的有限元模型中进行求解。求解得到汽车拖钩与汽车之间的安装点处对应的残余应变，可以理解的，如果上述的残余应变在预设应变范围内时，且拖钩本体不发生破坏，则可以判定该拖钩的结构是符合要求的，因此此时可以输出该有限元模型的分析数据，根据输出的数据进行汽车拖钩的生产作业。本发明提出的汽车拖钩强度的分析方法，可保证汽车拖钩的强度数据符合预设标准，提高了产品的整体安全系数。
另外，根据本发明上述实施例的汽车拖钩强度的分析方法，还可以具有如下附加的技术特征：
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，所述方法还包括：
当判断到所述残余应变超出所述预设应变范围，则对所述汽车拖钩与所述汽车白车身之间安装结构进行优化。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，所述对汽车白车身以及所述汽车拖钩进行整体扫描，根据扫描得到的扫描数据建立有限元模型的方法包括如下步骤：
对所述汽车白车身以及所述汽车拖钩进行扫描，对应得到白车身cad模型数据以及汽车拖钩cad模型数据；
将所述白车身cad模型数据以及所述汽车拖钩cad模型数据，导入预设建模软件中以建立所述有限元模型。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，所述工况为直拉、斜拉或正推中的至少一种。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，在直拉工况以及正推工况下，所述汽车拖钩对应的所述目标载荷值的所述预设载荷公式均为：
force1＝0.5*m1*g
其中，m1＝汽车整车净重+满载乘客的总重+车厢行李附件总重；g的绝对值为9.81。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，在斜拉工况下，所述汽车拖钩对应的所述目标载荷值的计算公式为：
force2＝0.5*m2*g
其中，m2＝汽车整车净重+单个乘客的重量+车厢行李附件总重；g的绝对值为9.81。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，所述预设建模软件为cae或hypermesh。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，对所述有限元模型进行求解的软件为cae或abaqus。
所述汽车拖钩强度的分析方法，其中，所述在所述有限元模型中加载所述目标载荷值的方法包括如下步骤：
在所述有限元模型中加载直拉工况对应的所述目标载荷值，加载完成后进行卸载；
继续在所述有限元模型中加载斜拉工况对应的所述目标载荷值，加载完成后进行卸载。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明第一实施例提出的汽车拖钩强度的分析方法的流程图；
图2为本发明第二实施例提出的汽车拖钩强度的分析方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有对汽车拖钩的强度进行分析时，其准确性仍有待提高，无法确保其实际使用过程中的安全性，存在一定的安全隐患。
为了解决这一技术问题，本发明提出一种汽车拖钩强度的分析方法，请参阅图1，对于本发明第一实施例中的汽车拖钩强度的分析方法，所述方法包括如下步骤：
s101，对汽车白车身以及所述汽车拖钩进行整体扫描，根据扫描得到的扫描数据建立有限元模型。
首先，对汽车白车身以及汽车拖钩进行整体扫描，分别得到对应的白车身cad模型数据以及汽车拖钩的零部件cad模型数据。在扫描结束后，将上述扫描得到的白车身cad模型数据以及汽车拖钩的零部件cad模型数据，导入到cae中进行网格划分以建立有限元模型。
在此需要指出的是：在建立有限元模型时，对汽车拖钩而言，应根据汽车实际结构情况，建立汽车拖钩整体与其相关的各附件之间的连接关系。对汽车白车身而言，应根据汽车实际结构情况，建立汽车白车身与汽车拖钩之间的连接关系。与此同时，截取合适的白车身，约束汽车白车身断面的六个自由度，这样便可以减少计算时间并降低生产成本，进而缩短开发时间。
s102，根据预设载荷公式，计算获取所述汽车拖钩在不同工况下对应的目标载荷值。
在本步骤中，上述不同工况一般包括直拉、斜拉以及正推。在此需要指出的是，目标载荷值指的是上述的汽车拖钩在不同工况下，所需要承受的最大载荷值。也即该汽车拖钩的强度至少要大于上述的目标载荷值，才能保证汽车拖钩的安全使用。可以理解的，由于在本实施例中存在的工况有三种，不同的工况所对应的汽车拖钩的目标载荷值也不相同。
在此需要指出的是，对于上述的预设载荷公式，在本实施例中，该预设载荷公式可以表达为：
force＝0.5*m*g
其中，force为目标载荷值，m为汽车的整车质量；g的绝对值为9.81。
在实际计算中，在不同的工况下对应的汽车的整车质量m不同，具体以实际的整车质量为准。
s103，在所述有限元模型中加载所述目标载荷值，并对所述有限元模型进行求解以得到所述汽车拖钩的安装点处对应的残余应变。
在计算获取了汽车拖钩在不同工况下对应的目标载荷值之后，将上述的目标载荷值加载到有限元模型中。然后通过cae软件进行求解以得到汽车拖钩的安装点处对应的残余应变。在此需要指出的是，还可通过abaqus求解器对上述的有限元模型进行求解。
s104，当判断到所述残余应变在预设应变范围内，则输出所述有限元模型的分析数据。
可以理解的，如果上述的残余应变在预设应变范围内时，则可以判定该汽车拖钩的强度符合实际安全生产标准，进而说明该拖钩的结构是符合要求的，因此此时可以输出该有限元模型的分析数据，根据输出的数据进行汽车拖钩的生产作业。在此需要补充的是，若判断到残余应变超出预设应变范围，则说明此时该汽车拖钩的结构强度不符合产品的生产要求，需要对汽车拖钩与汽车白车身之间的安装结构进行优化，直至上述的残余应变在预设应变范围内。
本发明提出的汽车拖钩强度的分析方法，首先对汽车白车身以及汽车拖钩进行整体扫描，然后根据扫描得到的数据进行建立有限元模型，根据汽车的载重，计算汽车拖钩在不同的工况下对应的目标载荷值，再将对应的目标载荷值加载到已建立的有限元模型中进行求解。求解得到汽车拖钩与汽车之间的安装点处对应的残余应变，可以理解的，如果上述的残余应变在预设应变范围内时，且拖钩车体不发生破坏,则可以判定该汽车拖钩的结构是符合要求的，因此此时可以输出该有限元模型的分析数据，根据输出的数据进行汽车拖钩的生产作业。本发明提出的汽车拖钩强度的分析方法，可保证汽车拖钩的强度数据符合预设标准，提高了产品的整体安全系数。
下面以一个具体的实例对本发明的技术方案进行更详细地说明，请参阅图2，对于本发明第二实施例提出的汽车拖钩强度的分析方法，所述方法具体实施方式如下所述：
s201，整体扫描，建立有限元模型。
在本步骤中，对汽车白车身以及汽车拖钩进行整体扫描，分别得到对应的白车身cad模型数据以及汽车拖钩的零部件cad模型数据。在扫描结束后，将上述扫描得到的白车身cad模型数据以及汽车拖钩的零部件cad模型数据，导入到cae中进行网格划分以建立有限元模型。在此需要补充的是，可通过hypermesh软件建立有限元模型。
s202，计算不同工况下的目标载荷值。
其中，在本实施例中，工况有直拉工况、斜拉工况以及正推工况。具体的，在直拉工况以及正推工况下，汽车拖钩对应的目标载荷值的预设载荷公式均为：
force1＝0.5*m1*g
其中，force1为直拉工况、正推工况对应的目标载荷值，m1＝汽车整车净重+满载乘客的总重+车厢行李附件总重；g的绝对值为9.81。例如，对于5座的汽车而言，满载乘客的总重为五位乘客的总重量。
在斜拉工况下，汽车拖钩对应的目标载荷值的计算公式为：
force2＝0.5*m2*g
其中，force2为斜拉工况对应的目标载荷值，m2＝汽车整车净重+单个乘客的重量+车厢行李附件总重；g的绝对值为9.81。对于谢拉工况，单个乘客的重量指的为司机的重量。
s203，加载目标载荷值，求解得到残余应变。
如上所述，在计算得到了汽车拖钩的安装点处不同工况下对应的目标载荷时，此时在上述的有限元模型中加载该目标载荷值。然后通过abaqus求解器计算求解得到汽车拖钩的安装点处对应的残余应变。在此需要指出的是，在本实施例子中，在有限元模型中加载目标载荷值为一个连续的过程：(1)加载直拉工况对应的目标载荷值，加载完成后进行卸载；(2)继续在该有限元模型中加载斜拉工况对应的目标载荷值，加载完成后进行卸载；(3)在该有限元模型中加载正推工况对应的目标载荷值，加载完成后进行卸载。
s204，判断残余应变是否在预设范围。
将计算得到的汽车拖钩的安装点处对应的残余应变与预设应变范围相比较，判断是否在预设应变范围内。
s205，分析数据输出。
如果上述的残余应变在预设应变范围内时，则可以判定该汽车拖钩的结构是符合要求的，因此此时可以输出该有限元模型的分析数据，根据输出的数据进行汽车拖钩的生产作业。
s206，结构设计优化。
若判断到残余应变超出预设应变范围，则说明此时该汽车拖钩的结构强度不符合产品的生产要求，需要对汽车拖钩与汽车白车身之间的安装结构进行优化，直至上述的残余应变在预设应变范围内。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。