柔性件运动仿真模拟的方法和系统与流程

本发明涉及运动仿真技术领域，特别是涉及一种柔性件运动仿真模拟的方法和系统。

背景技术：

波纹管防尘罩、软管等可变形的柔性件是汽车悬架系统中常用的元件，其中波纹管防尘罩在转向系统和传动系统中均有应用，利用波纹管防尘罩可以对两个相对运动的部件之间的连接部分进行保护，起到防尘密封、增加连接部位可靠性和安全性的作用，而软管则广泛运用在汽车制动系统中，例如汽车制动器的制动软管。

在悬架系统运动过程中，柔性件所连接的两个部件由于相对运动会导致柔性件发生变形，变形主要包括拉伸和弯曲，如在转向系统中，波纹管防尘罩一端连接转向横拉杆，另一端连接转向机本体，在车轮转向和跳动过程中，与转向机连接的部分相对车身静止，转向横拉杆运动导致波纹管防尘罩会跟着变形。

在CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)软件中无法动态模拟柔性件的变形，因此在需要利用CAD软件校核柔性件与周边件的间隙时，现在常用的方法是实现画出几个极限位置的柔性件状态，然后将悬架运动到各个状态，将柔性件装配到位进行校核。此类方法校核的位置少，需要事先绘制柔性件的多个状态且在极限位置改变时则需要重新绘制，所以通用性差，此外还会增加额外的工作量，如将柔性件装配到位等，校核效率较低。

技术实现要素：

基于此，为解决现有技术中的问题，本发明提供一种柔性件运动仿真模拟的方法和系统，能在悬架系统运动至任一状态时自动更新波纹管防尘罩、制动软管等柔性件的形状，提高柔性件动态校核的效率。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种柔性件运动仿真模拟的方法，包括如下步骤：

获取可变形的柔性件模型；所述可变形的柔性件模型包括柔性件本体模型及柔性件两端的连接部件的简化模型，所述柔性件本体模型随所述连接部件的简化模型的相对运动而变形；

导入悬架运动模型，建立所述简化模型与所述悬架运动模型中的对应连接部件的运动连接关系；

获取悬架运动模型的运动状态参数，在接收到运动仿真指令之后，运行运动仿真，在所述悬架运动模型运动到与所述运动状态参数相对应的状态后，更新所述柔性件本体模型。

以及一种柔性件运动仿真模拟的系统，包括：

获取模块，用于获取可变形的柔性件模型；所述可变形的柔性件模型包括柔性件本体模型及柔性件两端的连接部件的简化模型，所述柔性件本体模型随所述连接部件的简化模型的相对运动而变形；

导入模块，用于导入悬架运动模型；

固连模块，用于建立所述简化模型与所述悬架运动模型中的对应连接部件的运动连接关系；

设置模块，用于获取悬架运动模型的运动状态参数；

仿真模块，用于在接收到运动仿真指令之后，运行运动仿真，并在所述悬架运动模型运动到与所述运动状态参数相对应的状态后，更新所述柔性件本体模型。

本发明通过获取可变形的柔性件模型，并将其中的连接部件的简化模型与悬架运动模型中的对应连接部件进行关联，使用户能获得悬架系统运动过程中柔性件的变形情况。本发明去除了传统运动仿真流程中解除参考关系这一步骤(例如利用宏重新设定CAD软件的运动仿真流程)，在运行运动仿真后，直接执行更新动作，实现柔性件在整个悬架系统运动仿真过程中的自动实时变形，从而解决在CAD软件中因为柔性件的变形带来的间隙校核繁琐、复杂的问题，提高需要考虑柔性件变形情况时获得其形状的效率，并能应对任一情况下获得柔性件变形后其具体外形的需求。

附图说明

图1为本发明的柔性件运动仿真模拟的方法实施例一中的流程示意图；

图2为传统技术中运动仿真的运行流程示意图；

图3为本发明实施例中运动仿真的运行流程示意图；

图4为本发明实施例一中可变形的柔性件模型的获取方法；

图5为本发明实施例一中建立可变形的柔性中心轴线模型的方法的流程示意图；

图6是本发明的柔性件运动仿真模拟的方法实施例二中的流程示意图；

图7是本发明实施例二中波纹管防尘罩的中心轴线和外轮廓的示意图；

图8是本发明实施例二中波纹管防尘罩、转向机、转向横拉杆之间的安装关系示意图；

图9、图10是本发明实施例二中转向机和转向横拉杆的简化模型在不同位置时的示意图；

图11、图12是本发明实施例二中可变形的波纹管防尘罩模型在不同状态时的示意图；

图13为本发明实施例二中模拟悬架上跳右转时波纹管防尘罩的变形情况示意图；

图14为本发明实施例二中模拟悬架下跳左转时波纹管防尘罩的变形情况示意图；

图15为本发明的柔性件运动仿真模拟的方法实施例三中的流程示意图；

图16为本发明实施例三中制动软管的安装方式示意图；

图17为本发明实施例三中提取制动软管的形状特征参数的示意图；

图18为本发明实施例三中连接金属件的简化模型的示意图；

图19为本发明实施例三中可变形的制动软管模型的示意图；

图20为本发明的柔性件运动仿真模拟的系统在实施例四中的结构示意图；

图21为本发明实施例四中柔性中心轴线模型创建模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。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。应当说明的是，本发明实施例中描述的柔性件可包括：波纹管防尘罩、汽车制动器的制动软管等，上述柔性件仅是举例，而非穷举，包含但不限于上述柔性件。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1是本发明的柔性件运动仿真模拟的方法实施例一中的流程示意图，本实施例的柔性件运动仿真模拟的方法可以由CAD软件来执行，例如CATIA软件。如图1所示，本实施例中的柔性件运动仿真模拟的方法包括如下步骤：

步骤S11，获取可变形的柔性件模型；所述可变形的柔性件模型包括柔性件本体模型及柔性件两端的连接部件的简化模型，所述柔性件本体模型随所述连接部件的简化模型的相对运动而变形；

柔性件两端连接有连接部件，柔性件会随着连接部件的相对运动而变形，因此，在本实施例中，为了获得悬架系统运动至任一状态时该柔性件的变形情况，首先CAD软件需要从系统数据库中获取可变形的柔性件模型。可变形的柔性件模型预先创建并存储在系统数据库中，在该可变形的柔性件模型中，包含柔性件本体模型及柔性件两端的连接部件的简化模型，柔性件本体模型具备变形能力，当连接部件的简化模型发生相对运动时，柔性件本体模型也将发生变形。

步骤S12，导入悬架运动模型，建立所述简化模型与所述悬架运动模型中的对应连接部件的运动连接关系；

CAD软件从系统数据库中导入悬架运动模型，然后将可变形的柔性件模型导入到悬架运动模型中，其中连接部件的简化模型与悬架运动模型中的对应连接部件固连，保证柔性件与连接部件的安装关系，建立连接部件的简化模型与悬架运动模型中的对应连接部件的运动连接关系，此时控制着柔性件本体模型变形的连接部件的简化模型，将会随着悬架运动模型中的对应连接部件的运动 而运动。

步骤S13，获取悬架运动模型的运动状态参数，在接收到运动仿真指令之后，运行运动仿真，并在所述悬架运动模型运动到与所述运动状态参数相对应的状态后，更新所述柔性件本体模型。

用户在CAD软件中设置悬架运动模型的运动状态参数，CAD软件接收设置信息，获取该运动状态参数，该运动状态参数主要包括轮跳参数和转向参数，可以控制悬架运动模型运动至不同的状态。

用户向CAD软件输入运动仿真指令，CAD软件接收此运动仿真指令之后，运行运动仿真，悬架运动模型根据运动状态参数运动至不同的状态，与柔性件连接的连接部件也会运动至相应位置，相应地，可变形的柔性件模型中的连接部件的简化模型也会运动至相应位置，此时更新柔性件本体模型，即可获得柔性件当前的变形情况。但在一般的CAD软件中，运行运动仿真会导致部件与外部的参考关系失效，参照图2所示，在本实例中会造成柔性件本体模型与连接部件的简化模型的参考关系失效，因此连接部件的简化模型运动后，将不会引发柔性件本体模型变形，故在更新柔性件本体模型之前，需要由用户手动恢复柔性件本体模型与连接部件的简化模型的参考关系，之后再更新柔性件本体模型，才能实现柔性件本体模型随连接部件的简化模型的位置变化而变化。

为了实现柔性件本体模型在悬架运动模型运动过程中能实时变形，本实施例在运行运动仿真后，当悬架运动模型运动到与所述运动状态参数相对应的状态后，就直接更新柔性件本体模型，参照图3所示，本发明与传统的CAD软件运动仿真相比，去掉了仿真过程中解除参考关系这一环节(可通过CAD软件的宏命令重新对运动仿真流程进行设定)，在运行运动仿真后，直接执行更新动作，实现了柔性件本体模型实时变形，用户据此可获得悬架系统运动过程中柔性件的实时变形情况。

上述的可变形的柔性件模型预先创建并存储在系统数据库中，在一种可选的实施方式中，如图4所示，可变形的柔性件模型也可通过以下方法获取：

步骤S111，根据设计状态时的柔性件的数学模型提取柔性件的中心轴线参数和外轮廓特征参数；

步骤S112，创建柔性件两端的连接部件的简化模型，并根据所述连接部件的简化模型建立可变形的柔性中心轴线模型；

步骤S113，根据所述柔性中心轴线模型、所述中心轴线参数以及所述外轮廓特征参数，利用法则扫掠建立柔性件本体模型，并根据所述柔性件本体模型和所述连接部件的简化模型生成所述可变形的柔性件模型。

系统数据库中存储有设计状态时的柔性件的数学模型，根据设计状态时的柔性件的数学模型可提取柔性件的形状特征参数，在本实施例中具体包括两个参数：一个是柔性件的中心轴线参数，另一个是柔性件的外轮廓特征参数，其中，中心轴线参数表征柔性件的中心轴线，该中心轴线是指把平面或立体分成对称部分的线，一个物体或一个三维图形可绕着该中心轴线旋转或者可以设想绕着该中心轴线旋转；外轮廓特征参数可选用柔性件的截面特征参数。根据上述两个参数可以表示柔性件的形状特征。

柔性件两端连接有连接部件，当连接部件运动时，柔性件的中心轴线也会产生相应变形，因此，创建连接部件的简化模型(即拓扑模型)，当连接部件的简化模型发生相对运动时，柔性件的中心轴线也将产生相应变形，据此可确定柔性件的中心轴线的变化规律，从而建立可变形的柔性中心轴线模型。在可变形的柔性中心轴线模型的基础上，基于上述的柔性件的中心轴线参数和外轮廓特征参数，利用CAD软件提供的法则扫掠即可建立柔性件本体模型，然后将柔性件本体模型和连接部件的简化模型进行组合，即可获得可变形的柔性件模型。在该可变形的柔性件模型中，柔性件本体模型具备变形能力。

上述方法是通过中心轴线参数和外轮廓特征参数来表示表示柔性件的形状特征，并以此为基础建立可变形的柔性件模型，当然也可以采用其他的方法，例如通过二维图来表示柔性件的形状特征(例如在CAD软件的图纸模式下创建二维图形)，并以此建立可变形的柔性件模型，本发明对此不做限制。

优选地，在建立连接部件的简化模型时，可以将连接部件抽象为一条直线加一个点的形式。具体的，该直线即为连接部件的等效直线，该点即为连接部件与柔性件固连的中心点，该等效直线经过该点。

基于上述优选地连接部件的简化模型，如图5所示，可以通过以下方法建立可变形的柔性中心轴线模型：

步骤S1121，以连接在柔性件两端的所述连接部件的所述中心点作为端点，生成与所述连接部件的等效直线相切的平滑曲线段；所述平滑曲线段在所述中心点处的曲率相等；

步骤S1122，根据所述平滑曲线段生成所述可变形的柔性中心轴线模型。

柔性件两端的连接部件的简化模型均为一条等效直线和一个中心点的形式，将柔性件两端的连接部件的简化模型中的中心点相连，形成一条平滑曲线段，保证该平滑曲线段在该中心点处与连接部件的等效直线相切，另外，考虑到柔性件的柔度分布均匀，因此还要求该平滑曲线段在该中心点处的曲率应保持相等，但若柔性件的柔度分布不均，则根据柔性件两端的柔度对该曲率进行修正。

通过上述方式获得的平滑曲线段与柔性件的中心轴线相对应，当连接部件的简化模型运动时，该平滑曲线段发生变形，故依据该平滑曲线段即可生成可变形的柔性中心轴线模型。

为了更好地理解本发明所提出的柔性件运动仿真模拟的方法，下面结合两个更为具体的实施例进行说明。

图6是本发明的柔性件运动仿真模拟的方法实施例二中的流程示意图，本实施例二的柔性件运动仿真模拟的方法是以波纹管防尘罩为例进行详细说明的。在转向系统中，波纹管防尘罩一端连接转向横拉杆，另一端连接转向机。在车轮转向和跳动过程中，与转向机连接的部分相对车身静止，而转向横拉杆运动则会导致波纹管防尘罩跟着变形。本实施例二通过CAD软件(例如CATIA软件)执行柔性件运动仿真模拟的方法，以获得波纹管防尘罩的实施变形情况。

如图6所示，本实施例中的柔性件运动仿真模拟的方法包括如下步骤：

步骤S21，获取可变形的波纹管防尘罩模型；该可变形的波纹管防尘罩模型包括波纹管防尘罩本体模型及转向机的简化模型和转向横拉杆的简化模型，波纹管防尘罩本体模型随转向机的简化模型和转向横拉杆的简化模型的相对运动而变形；

波纹管防尘罩两端分别连接转向横拉杆和转向机，波纹管防尘罩会随着转向横拉杆和转向机的相对运动而变形，因此，在本实施例二中，为了获得悬架系统运动至任一状态时波纹管防尘罩的变形情况，首先CAD软件需要从系统数据库中获取可变形的波纹管防尘罩模型。可变形的波纹管防尘罩模型预先创建并存储在系统数据库中，在该可变形的波纹管防尘罩模型中，包含波纹管防尘罩本体模型及转向机的简化模型和转向横拉杆的简化模型，当转向机的简化模型和转向横拉杆的简化模型相对运动时，波纹管防尘罩本体模型也发生变形。

上述的可变形的波纹管防尘罩模型预先创建并存储在系统数据库中，在一种可选的实施方式中，可变形的波纹管防尘罩模型也可通过以下方法获取，下面进行说明。

首先，根据设计状态时的波纹管防尘罩的数学模型提取波纹管防尘罩的中心轴线参数和外轮廓特征参数。

系统数据库中存储有设计状态时的波纹管防尘罩的数学模型，根据设计状态时的波纹管防尘罩的数学模型可提取波纹管防尘罩的形状特征参数。具体的，可选取波纹管防尘罩两端圆弧的中心点，建立中心轴线，提取中心轴线参数，然后过中心轴线做波纹管防尘罩的截面，提取该截面的特征参数作为波纹管防尘罩的外轮廓特征参数，具体如图7所示。

参照图8所示，波纹管防尘罩3一端固连在转向机2上，另一端固连在转向横拉杆1上，其中转向机2在悬架运动过程中固定不动，转向横拉杆1需要运动，因此需要创建转向机2和转向横拉杆1这两个连接部件的简化模型，以用于确定波纹管防尘罩3的中心轴线变化。本实施例二中可根据转向机2和转向横拉杆1的简化模型，建立可变形的柔性中心轴线模型。然后，根据柔性中心轴线模型、中心轴线参数以及波纹管防尘罩的外轮廓特征参数，利用法则扫掠建立波纹管防尘罩本体模型，并将所述波纹管防尘罩本体模型和转向机2的简化模型、转向横拉杆1的简化模型进行组合，获得可变形的波纹管防尘罩模型。在该可变形的波纹管防尘罩模型中，波纹管防尘罩本体模型具备变形能力。

优选地，在建立转向机2和转向横拉杆1的简化模型时，可以将这两个连接部件均抽象为一条直线加一个点的形式。参照图9、图10所示，且一并参照 图8，为获得转向机2的简化模型，可先确定波纹管防尘罩3与转向机2固连的中心点A₂，然后建立转向机2的等效直线l₂，转向机2的等效直线l₂经过该中心点A₂；类似的，转向横拉杆1的简化模型也按上述方法建立，即确定波纹管防尘罩3与转向横拉杆1固连的中心点A₁，然后建立转向横拉杆1的等效直线l₁，转向横拉杆1的等效直线l₁经过该中心点A₁。

仍参照图9、图10所示，且一并参照图8，基于上述优选地转向机2和转向横拉杆1的简化模型，以转向机2与波纹管防尘罩3固连的中心点A₂、转向横拉杆与波纹管防尘罩固连的中心点A₁作为两个端点，生成与转向机的等效直线l₂、转向横拉杆的等效直线l₁相切的平滑曲线段s，并且，考虑到波纹管防尘罩的柔度分布均匀，还要求该平滑曲线段s在A₁、A₂两点处的曲率应保持相等，但若波纹管防尘罩的柔度分布不均，则可根据波纹管防尘罩两端的柔度对端点A₁、A₂处的曲率进行修正。

通过上述方式获得的平滑曲线段s与波纹管防尘罩3的中心轴线相对应，当转向横拉杆1的简化模型与转向机2的简化模型发生相对运动时，该平滑曲线段s发生变形，故依据该平滑曲线段s即可生成可变形的柔性中心轴线模型。参照图9、图10所示，且一并参照图8，转向机2和转向横拉杆1的简化模型发生相对运动时(即转向横拉杆的简化模型位置发生变化)，柔性中心轴线模型也将发生变形。

然后在可变形的柔性中心轴线模型的基础上，根据波纹管防尘罩3的中心轴线参数和外轮廓特征参数，利用法则扫掠即可建立波纹管防尘罩本体模型，将波纹管防尘罩本体模型和转向机2的简化模型、转向横拉杆1的简化模型进行组合，即可获得可变形的波纹管防尘罩模型。参照图11、图12所示，且一并参照图8，在该可变形的波纹管防尘罩模型中，如果转向机2与转向横拉杆1的简化模型发生相对运动，则波纹管防尘罩本体模型也将发生变形。

与实施例一类似，上述方法是通过中心轴线参数和外轮廓特征参数来表示波纹管防尘罩的形状特征，并以此为基础建立可变形的波纹管防尘罩模型，当然也可以采用其他的方法，例如在CAD软件的图纸模式下创建二维图形，并以此建立可变形的波纹管防尘罩模型，本实施例二对此不做限制。

步骤S22，导入悬架运动模型，分别建立转向机的简化模型、转向横拉杆的简化模型与所述悬架运动模型中的转向机、转向横拉杆的运动连接关系；

在步骤S21中获取了可变形的波纹管防尘罩模型，其中还包括了转向机2和转向横拉杆1的简化模型，而波纹管防尘罩本体模型的变形是随着转向横拉杆1的简化模型与转向机2的简化模型的相对运动而产生的，因此接下来需要将转向横拉杆1的简化模型、转向机2的简化模型与悬架运动模型进行关联。

CAD软件从系统数据库中导入悬架运动模型，然后将可变形的波纹管防尘罩模型导入到悬架运动模型中，其中转向机2的简化模型与悬架运动模型中的转向机固连，转向横栏杆1的简化模型与悬架运动模型中的转向横拉杆固连，保证波纹管防尘罩3与转向机2及转向横拉杆1的安装关系，如图8所示，建立转向机2、转向横拉杆1的简化模型与悬架运动模型中的转向机、转向横拉杆的运动连接关系，此时控制着波纹管防尘罩本体模型变形的转向横拉杆1的简化模型，将会随着悬架运动模型中的转向横拉杆的运动而运动。

步骤S23，获取悬架运动模型的运动状态参数，在接收到运动仿真指令之后，运行运动仿真，并在悬架运动模型运动到与运动状态参数相对应的状态后，更新波纹管防尘罩本体模型。

用户在CAD软件中设置悬架运动模型的运动状态参数，CAD软件接收设置信息，获取该运动状态参数，该运动状态参数主要包括轮跳参数和转向参数，可以控制悬架运动模型运动至不同的状态。然后用户向CAD软件输入运动仿真指令，CAD软件接收此运动仿真指令之后，运行运动仿真，悬架运动模型根据运动状态参数运动至不同的状态，转向横拉杆也会运动至相应位置，相应地，可变形的波纹管防尘罩模型中的转向横拉杆1的简化模型也会运动至相应位置，此时更新波纹管防尘罩本体模型，用户即可获得波纹管防尘罩3当前的变形情况，参照图13、图14所示，其中图13为模拟悬架上跳右转时波纹管防尘罩3的变形情况示意图，图14为模拟悬架下跳左转时波纹管防尘罩3的变形情况示意图。但在一般的CAD软件中，运行运动仿真会导致部件与外部的参考关系失效，在本实例中会造成波纹管防尘罩本体模型与转向横拉杆1的简化模型的参考关系失效，如图2所示，因此转向横栏杆1的简化模型运动后，将不会引起 波纹管防尘罩本体模型的变形，故在更新波纹管防尘罩本体模型之前，需要由用户手动恢复波纹管防尘罩本体模型与转向横拉杆1的简化模型的参考关系，之后再更新波纹管防尘罩本体模型，才能实现波纹管防尘罩本体模型随转向横拉杆1的简化模型的运动而变形。

为了实现波纹管防尘罩3在悬架系统运动过程中能实时变形，本实施例二在运行运动仿真后，当悬架运动模型运动到与运动状态参数相对应的状态时，就直接更新波纹管防尘罩本体模型，如图3所示，与传统的CAD软件运动仿真相比，去掉了仿真过程中解除参考关系这一环节(可通过CAD软件的宏命令重新对运动仿真流程进行设定)，在运行运动仿真后，直接执行更新动作，实现了波纹管防尘罩本体模型的实时自动变形，用户据此可获得悬架系统运动过程中波纹管防尘罩3的实时变形情况。

图15是本发明的柔性件运动仿真模拟的方法实施例三中的流程示意图，本实施例三的柔性件运动仿真模拟的方法是以汽车制动器的制动软管为例进行详细说明的。本实施例三通过CAD软件(例如CATIA软件)执行柔性件运动仿真模拟的方法，以获得制动软管的实施变形情况。

参照实施例一和实施例二，如图15所示，本实施例三中柔性件运动仿真模拟的方法包括如下步骤：

步骤S31，获取可变形的制动软管模型；所述可变形的制动软管模型包括制动软管本体模型及制动软管两端的连接金属件的简化模型，制动软管本体模型随连接金属件的简化模型的相对运动而变形；

步骤S32，导入悬架运动模型，建立连接金属件的简化模型与悬架运动模型中的对应连接金属件的运动连接关系；

步骤S33，获取悬架运动模型的运动状态参数，在接收到运动仿真指令之后，运行运动仿真，并在悬架运动模型运动到与运动状态参数相对应的状态后，更新制动软管本体模型。

具体的，参照图16所示，一般制动软管4的头尾端均安装有连接金属件5，制动软管4会随着两端的连接金属件51、52的相对运动而变形，因此，在本实 施例三中，为了获得悬架系统运动至任一状态时制动软管的变形情况，首先CAD软件需要从系统数据库中获取可变形的制动软管模型。与实施例一和实施例二类似，可变形的制动软管模型预先创建并存储在系统数据库中，在该可变形的制动软管模型中，包含制动软管本体模型及制动软管4两端的连接金属件51、52的简化模型，当连接金属件51、52的简化模型相对运动时，制动软管本体模型也将发生变形。

参照实施例二，在一种可选的实施方式中，可变形的制动软管模型也可通过以下方法获取，下面进行说明。

首先，根据设计状态时的制动软管的数学模型提取制动软管的中心轴线参数和外轮廓特征参数。

系统数据库中存储有设计状态时的制动软管的数学模型，根据设计状态时的制动软管的数学模型可提取制动软管的形状特征参数。具体的，参照图17所示，建立制动软管的中心轴线(图17中的点划线)，提取中心轴线参数，然后做制动软管的横截面，提取该横截面的特征参数作为制动软管的外轮廓特征参数。另外，也可以按照实施例二中的方式，过制动软管的中心轴线做截面，并以该截面的特征参数作为制动软管的外轮廓特征参数，但由于制动软管相较于波纹管防尘罩而言，其外轮廓的形状较为规则(其横截面一般为圆形或椭圆形)，因此可较佳地使用前一种方法，以提高提取效率。

在获得制动软管的中心轴线参数和外轮廓特征参数后，创建制动软管两端的连接金属件51、52的简化模型，以用于确定制动软管4的中心轴线变化规律。本实施例三中可根据连接金属件51、52的简化模型，建立可变形的柔性中心轴线模型。然后，根据柔性中心轴线模型、制动软件4的中心轴线参数以及制动软管4的外轮廓特征参数，利用法则扫掠建立制动软管本体模型，并将制动软管本体模型和连接金属件的简化模型进行组合，以获得可变形的制动软管模型。在该可变形的制动软管模型中，制动软管本体模型具备变形能力。

与实施例二类似，在建立连接金属件51、52的简化模型时，可以优选地将其抽象为直线加点的形式。参照图18所示，且一并参照图17，为获得制动软管4两端的连接金属件51、52的简化模型，可先确定制动软管4与连接金属件51 固连的中心点A₃，然后建立连接金属件51的等效直线l₃，连接金属件51的等效直线l₃经过该中心点A₃；同理，连接金属件52的简化模型也按上述方法建立，即先确定制动软管4与连接金属件52固连的中心点A₄，然后建立连接金属件52的等效直线l₄，连接金属件52的等效直线l₄经过该中心点A₄。

基于上述优选地连接金属件51、52的简化模型，以连接金属件51与制动软管4固连的中心点A₃、连接金属件52与制动软管4固连的中心点A₄作为两个端点，生成与连接金属件51的等效直线l₃、连接金属件52的等效直线l₄相切的平滑曲线段h。与实施例二相同，考虑到制动软管4的柔度分布均匀，还要求该平滑曲线段h在A₃、A₄两点处的曲率应保持相等，但若制动软管4的柔度分布不均，则可根据制动软管4两端的柔度对端点A₃、A₄处的曲率进行修正。

通过上述方式获得的平滑曲线段h与制动软管4的中心轴线相对应，当连接金属件51、52的简化模型发生相对运动时，该平滑曲线段h发生变形，故依据该平滑曲线段h即可生成可变形的柔性中心轴线模型。当连接金属件51、52的简化模型发生相对运动时(即当连接金属件51、52的简化模型的位置发生变化时)，该柔性中心轴线模型也将发生变形。

然后在可变形的柔性中心轴线模型的基础上，根据制动软管4的中心轴线参数和外轮廓特征参数，利用法则扫掠即可建立制动软管本体模型，根据该制动软管本体模型和连接金属件的简化模型即可生成可变形的制动软管模型。参照图19所示，且一并参照图17、18，在该可变形的制动软管模型中，如果连接金属件51、52的简化模型发生相对运动，则制动软管本体模型也将发生变形。

与实施例一、实施例二类似，上述方法是通过中心轴线参数和外轮廓特征参数来表示制动软管4的形状特征，并以此为基础建立可变形的制动软管模型，当然也可以采用其他的方法，例如在CAD软件的图纸模式下创建二维图形，并以此建立可变形的制动软管模型，本实施例三对此不做限制。

在获取了可变形的制动软管模型后，接下来的步骤与实施例二相同，CAD软件从系统数据库中导入悬架运动模型，然后将可变形的制动软管模型导入到悬架运动模型中，将连接金属件51、52的简化模型与悬架运动模型中的对应连 接金属件进行固连，保证制动软管4与连接金属件51、52的安装关系，此时控制着制动软管4变形的连接金属件51、52的简化模型，将会随着悬架运动模型中相对应的连接金属件的运动而运动。

用户在CAD软件中设置悬架运动模型的运动状态参数，CAD软件接收设置信息，获取轮跳参数和转向参数，然后用户向CAD软件输入运动仿真指令，CAD软件接收此运动仿真指令之后，运行运动仿真，悬架运动模型根据运动状态参数运动至不同的状态，连接金属件也会运动至相应位置，相应地，可变形的制动软管模型中的连接金属件的简化模型也会运动至相应位置，此时更新制动软管本体模型，用户即可获得制动软管当前的变形情况。为了实现制动软管4在悬架系统运动过程中能实时变形，本实施例三在运行运动仿真后，当悬架运动模型运动到与运动状态参数相对应的状态时，就直接更新制动软管本体模型，如图3所示，与传统的CAD软件运动仿真相比，本实施例三去掉了仿真过程中解除参考关系这一环节(可通过CAD软件的宏命令重新对运动仿真流程进行设定)，在运行运动仿真后，直接执行更新动作，实现了制动软管本体模型实时自动变形，用户据此可获得悬架系统运动过程中制动软管的实时变形情况。

综上所述，本发明通过获取可变形的柔性件模型，并将其中的连接部件的简化模型与悬架运动模型中的对应连接部件进行关联，使用户能获得悬架系统运动过程中柔性件的变形情况。本发明还去除了传统运动仿真流程中解除参考关系这一步骤(例如利用宏重新设定CAD软件的运动仿真流程)，能实现柔性件本体模型在整个悬架运动模型仿真过程中的自动实时变形，从而解决在CAD软件中因为柔性件的变形带来的间隙校核繁琐、复杂的问题，提高需要考虑柔性件变形情况时获得其形状的效率，并能应对任一情况下获得柔性件变形后其具体外形的需求。

另外，本发明利用柔性件的外轮廓特征参数和中心轴线参数定义柔性件本体模型，将柔性件的中心轴线与柔性件两端的连接部件建立参考关系，实现在连接部件的相对位置发生变化后柔性件的中心轴线也会随之改变，最终实现柔性件形状的变化，通过这种定义方式简化了CAD软件的运算过程，提高分析效 率。

基于本发明提出的柔性件运动仿真模拟的方法，可以在悬架运动过程中，充分考虑柔性件(如波纹管防尘罩、制动软管)所产生的变形，能更准确地分析柔性件与周边件的干涉情况，避免将柔性件当作刚体处理时造成的误判。

根据上述本发明的柔性件运动仿真模拟的方法，本发明还提供一种柔性件运动仿真模拟的系统，下面结合附图及较佳实施例对本发明的柔性件运动仿真模拟的系统进行详细说明。

图20为本发明的柔性件运动仿真模拟的系统在实施例四中的结构示意图。如图20所示，该实施例四中的柔性件运动仿真模拟的系统包括：

获取模块10，用于获取可变形的柔性件模型；所述可变形的柔性件模型包括柔性件本体模型及柔性件两端的连接部件的简化模型，所述柔性件本体模型随所述连接部件的简化模型的相对运动而变形；

导入模块20，用于导入悬架运动模型；

固连模块30，用于建立所述简化模型与所述悬架运动模型中的对应连接部件的运动连接关系；

设置模块40，用于获取悬架运动模型的运动状态参数；

仿真模块50，用于在接收到运动仿真指令之后，运行运动仿真，并在所述悬架运动模型件运动到与所述运动状态参数相对应的状态后，更新所述柔性件本体模型。

柔性件两端连接有连接部件，柔性件会随着连接部件的相对运动而变形，在本实施例中，为了获得悬架系统运动至任一状态时该柔性件的变形情况，首先CAD软件通过获取模块10从系统数据库中获取可变形的柔性件模型。可变形的柔性件模型预先创建并存储在系统数据库中，在该可变形的柔性件模型中，包含柔性件本体模型及柔性件两端的连接部件的简化模型，当连接部件的简化模型发生相对运动时，柔性件本体模型也将发生变形。

CAD软件通过导入模块20从系统数据库中导入悬架运动模型，然后固连模块30将可变形的柔性件模型导入到悬架运动模型中，其中连接部件的简化模型 与悬架运动模型中的对应连接部件固连，保证柔性件与连接部件的安装关系，建立连接部件的简化模型与悬架运动模型中的对应连接部件的运动连接关系，此时控制着柔性件本体模型变形的连接部件的简化模型，将会随着悬架运动模型中的对应连接部件的运动而运动。

用户在设置模块40中设置悬架运动模型的运动状态参数，设置模块40接收设置信息，获取该运动状态参数，该运动状态参数主要包括轮跳参数和转向参数，可以控制悬架运动模型运动至不同的状态。

用户向仿真模块50输入运动仿真指令，仿真模块50接收此运动仿真指令之后，运行运动仿真，悬架运动模型根据运动状态参数运动至不同的状态，与柔性件连接的连接部件也会运动至相应位置，相应地，可变形的柔性件模型中的连接部件的简化模型也会运动至相应位置，此时仿真模块50将更新柔性件本体模型，用户即可获得柔性件当前的变形情况。但在一般的CAD软件中，运行运动仿真会导致部件与外部的参考关系失效，参照图2所示，在本实例中会造成柔性件本体模型与连接部件的简化模型的参考关系失效，因此连接部件的简化模型运动后，将不会引发柔性件本体模型变形，故在更新柔性件本体模型之前，需要由用户手动恢复柔性件本体模型与连接部件的简化模型的参考关系，之后再更新柔性件本体模型，才能实现柔性件本体模型随连接部件的简化模型的位置变化而变形。

为了实现柔性件在悬架系统运动过程中能实时变形，本实施例中的仿真模块50在运行运动仿真后，当悬架运动模型运动到与所述运动状态参数相对应的状态时，就直接更新柔性件本体模型，参照图3所示，本发明的仿真模块50与传统的CAD软件中的运动仿真模块相比，去掉了仿真过程中解除参考关系这一环节(可通过CAD软件的宏命令重新对运动仿真流程进行设定)，仿真模块50在运行运动仿真后，直接执行更新动作，实现了柔性件本体模型实时变形，用户据此可获得悬架系统运动过程中柔性件的实时变形情况。

仍参照图20所示，在一种可选的实施方式中，获取模块10包括：

提取模块101，用于根据设计状态时的柔性件的数学模型提取柔性件的中心轴线参数和外轮廓特征参数；

柔性中心轴线模型创建模块102，用于创建柔性件两端的连接部件的简化模型，并根据所述连接部件的简化模型建立可变形的柔性中心轴线模型；

可变形柔性件模型创建模块103，用于根据所述柔性中心轴线模型、所述中心轴线参数以及所述外轮廓特征参数，利用法则扫掠建立柔性件本体模型，并根据所述柔性件本体模型和所述连接部件的简化模型生成所述可变形的柔性件模型。

系统数据库中存储有设计状态时的柔性件的数学模型，提取模块101根据设计状态时的柔性件的数学模型可提取柔性件的形状特征参数，在本实施例中具体包括两个参数：一个是柔性件的中心轴线参数，另一个是柔性件的外轮廓特征参数，其中，中心轴线参数表征柔性件的中心轴线，外轮廓特征参数可选用柔性件的截面特征参数。根据上述两个参数可以表示柔性件的形状特征。

柔性件两端连接有连接部件，当连接部件运动时，柔性件的中心轴线也会产生相应变形，因此，通过柔性中心轴线模型创建模块102创建连接部件的简化模型(即拓扑模型)，当连接部件的简化模型发生相对运动时，柔性件的中心轴线也将产生相应变形，据此可确定柔性件的中心轴线的变化规律，从而建立可变形的柔性中心轴线模型。

可变形柔性件模型创建模块103在可变形的柔性中心轴线模型的基础上，基于上述的柔性件的中心轴线参数和外轮廓特征参数，利用法则扫掠即可建立柔性件本体模型，然后将性件本体模型和连接部件的简化模型进行组合，即可获得可变形的柔性件模型。

优选地，柔性中心轴线模型创建模块102在建立连接部件的简化模型时，可以将连接部件抽象为一条直线加一个点的形式。具体的，该直线即为连接部件的等效直线，该点即为连接部件与柔性件固连的中心点，该等效直线经过该点。

在一种可选地实施方式中，如图21所示，柔性中心轴线模型创建模块102包括：

曲线创建模块1021，用于以连接在柔性件两端的所述连接部件的所述中心点作为端点，生成与所述连接部件的等效直线相切的平滑曲线段；所述平滑曲 线段在所述中心点处的曲率相等；

生成模块1022，用于根据所述平滑曲线段生成所述可变形的柔性中心轴线模型。

柔性件两端的连接部件的简化模型均为一条等效直线和一个中心点的形式，曲线创建模块1021将柔性件两端的连接部件的简化模型中的中心点相连，形成一条平滑曲线段，保证该平滑曲线段在该中心点处与连接部件的等效直线相切，另外，考虑到柔性件的柔度分布均匀，因此还要求该平滑曲线段在该中心点处的曲率应保持相等，但若柔性件的柔度分布不均，则根据柔性件两端的柔度对该曲率进行修正。

曲线创建模块1021获得的平滑曲线段与柔性件的中心轴线相对应，当连接部件的简化模型运动时，该平滑曲线段发生变形，生成模块1022依据该平滑曲线段即可生成可变形的柔性中心轴线模型。

上述柔性件运动仿真模拟的系统可执行本发明实施例一直实施例三种所提供的柔性件运动仿真模拟的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。