一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法与流程
本发明涉及汽车设计技术领域，具体为一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法。
背景技术：
引擎盖下，都是汽车重要的组成部分，包括发动机、电路、油路、刹车系统以及传动系统等等。对车辆至关重要。通过提高引擎盖强度和构造，可充分防止冲击、腐蚀、雨水、及电干扰等不利影响，充分保护车辆的正常工作。在空气中高速运动物体，气流在运动物体周边产生的空气阻力和扰流会直接影响运动轨迹和运动速度，通过引擎盖外形可有效调整空气相对汽车运动时的流动方向和对车产生的阻碍力作用，减小气流对车得影响。通过导流，空气阻力可分解成有益力，力高前轮轮胎对地的力量，有利于车的行驶稳定。保护发动机及周边管线配件等。
发动机舱盖是轿车车身覆盖件的关键总成，除了保证外形美观以外，舱盖的开、关应可靠，为此，舱盖应有足够的刚度，刚度不足，会导致舱盖局部区域出现大的变形，影响舱盖的密封性；强度不足，会出现局部损坏，从而影响了整车的正常使用。随着现代计算机仿真技术的发展，有限元技术越来越多的应用到汽车设计当中，运用有限元技术对汽车总成及零件进行设计校核，能够在总成及零件设计初期对设计的合理性及可靠性进行预测，从而缩短了开发周期，节约了试验成本。
现有技术通常是更具经验评估汽车发动机罩的刚度，刚度值的精准程度受到设计人员自身经验水平的影响，未能形成一套通用的设计前期分析评估体系，不能有效缩短前期开发时间和提高设计质量，针对此种现象本专利提出一种针对于汽车发动机舱盖开启状态刚度的分析方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法，达到了可高效、低成本地进行多种发动机舱盖设计方案的侧向刚度值获取的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法，包括左车身侧铰链安装孔、右车身侧铰链安装孔、撑杆连接处、加载点位置和测点位置，分析方法包括以下步骤：
s1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入cae软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，通过软件处理得到有限元模型。
s2、然后施加边界约束、载荷，将发动机舱盖调整至安装状态下的关闭位置，发动机舱盖扭转刚度分析各约束和加载点位置。
s3、根据分析结果给定测点位置，求出对应位移量。
s4、添加完约束、设置完载荷之后提交有限元分析软件进行力学计算求解，得到测点位移量d。
s5、根据位移量d求出刚度值：
发动机舱盖刚度分析的刚度计算公式采用加载力/位移距离的方式计算：
式中：
k—发动机罩侧向刚度，单位牛每度(n/mm)
d—测点位置的位移值，单位为毫米(mm)
f—施加在加载点上的载荷，单位牛顿(n)。
s6、最后将计算刚度值与设计目标值对比，考察发动机舱盖是否满足设计要求。
优选的，所述左车身侧铰链安装孔和右车身侧铰链安装孔进行六自由度约束。
优选的，所述撑杆连接处的约束为123自由度。
优选的，所述加载点位置也为左侧缓冲垫安装点，且施加沿车身横向、指向撑杆侧的集中载荷f=200n。
优选的，所述加载点位置与测点位置为同一处位置。
本发明提供了一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法。具备以下有益效果：
（1）、本发明可高效、低成本地进行多种发动机舱盖设计方案的侧向刚度值的获取，仅需1天的人工成本及一台工作站和一套通用软件的投入就可完成一种设计方案的刚度值获取。
（2）、本发明通过该方法可进行多种虚拟方案的优选，在设计前期确保发动机舱盖设计方案满足刚度设计目标，避免通过实物进行优选，减少优化修模甚至报废模具的时间成本和费用成本。
附图说明
图1为本发明结构图的分析流程图；
图2为本发明结构图的发动机舱盖开启状态侧向刚度分析约束及加载位置示意图。
图中：1左车身侧铰链安装孔、2右车身侧铰链安装孔、3撑杆连接处、4加载点位置、5测点位置。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例一：
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法，包括左车身侧铰链安装孔1、右车身侧铰链安装孔2、撑杆连接处3、加载点位置4和测点位置5，左车身侧铰链安装孔1和右车身侧铰链安装孔2进行六自由度约束，六自由度运动平台是由六支作动筒，上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，借助六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（x，y，z，α，β，γ）的运动，从而可以模拟出各种空间运动姿态，可广泛应用到各种训练模拟器如飞行模拟器、舰艇模拟器、海军直升机起降模拟平台、坦克模拟器、汽车驾驶模拟器、火车驾驶模拟器、地震模拟器以及动感电影、娱乐设备等领域，甚至可用到空间宇宙飞船的对接，空中加油机的加油对接中，在加工业可制成六轴联动机床、灵巧机器人等，由于六自由度运动平台的研制，涉及机械、液压、电气、控制、计算机、传感器，空间运动数学模型、实时信号传输处理、图形显示、动态仿真等等一系列高科技领域，因而六自由度运动平台的研制变成了高等院校、研究院所在液压和控制领域水平的标志性象征，撑杆连接处3的约束为123自由度，根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目（亦即为了使机构的位置得以确定，必须给定的独立的广义坐标的数目），称为机构自由度，其数目常以f表示，如果一个构件组合体的自由度f>0，他就可以成为一个机构，即表明各构件间可有相对运动；如果f=0，则它将是一个结构，即已退化为一个构件，机构自由度又有平面机构自由度和空间机构自由度，一个原动件只能提供一个独立参数，加载点位置4也为左侧缓冲垫安装点，且施加沿车身横向、指向撑杆侧的集中载荷f=200n，加载点位置4与测点位置5为同一处位置，分析方法包括以下步骤：
s1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入cae软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，通过软件处理得到有限元模型。
s2、然后施加边界约束、载荷，将发动机舱盖调整至安装状态下的关闭位置，发动机舱盖扭转刚度分析各约束和加载点位置4。
s3、根据分析结果给定测点位置5，求出对应位移量。
s4、添加完约束、设置完载荷之后提交有限元分析软件进行力学计算求解，得到测点位移量d。
s5、根据位移量d求出刚度值：
发动机舱盖刚度分析的刚度计算公式采用加载力/位移距离的方式计算：
式中：
k—发动机罩侧向刚度，单位牛每度(n/mm)
d—测点位置的位移值，单位为毫米(mm)
f—施加在加载点上的载荷，单位牛顿(n)。
s6、最后将计算刚度值与设计目标值对比，考察发动机舱盖是否满足设计要求。
在使用时，首先通过建立发动机舱盖的三维模型，对模型进行简化处理，将模型导入cae软件中进行几何清理、网格划分。对划分好网格的模型施加边界约束以及要求载荷，定义测点位置，随后提交给后处理软件进行计算求解，得到指定测点的位移，根据位移求出扭转刚度。
综上可得：本发明可高效、低成本地进行多种发动机舱盖设计方案的侧向刚度值的获取，仅需1天的人工成本及一台工作站和一套通用软件的投入就可完成一种设计方案的刚度值获取，本发明通过该方法可进行多种虚拟方案的优选，在设计前期确保发动机舱盖设计方案满足刚度设计目标，避免通过实物进行优选，减少优化修模甚至报废模具的时间成本和费用成本。
实施例二：
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法，包括左车身侧铰链安装孔1、右车身侧铰链安装孔2、撑杆连接处3、加载点位置4和测点位置5，左车身侧铰链安装孔1和右车身侧铰链安装孔2进行六自由度约束，撑杆连接处3的约束为123自由度，加载点位置4也为左侧缓冲垫安装点，且施加沿车身横向、指向撑杆侧的集中载荷f=200n，加载点位置4与测点位置5为同一处位置，分析方法包括以下步骤：
s1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入cae软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，通过软件处理得到有限元模型。
s2、然后施加边界约束、载荷，将发动机舱盖调整至安装状态下的关闭位置，发动机舱盖扭转刚度分析各约束和加载点位置4。
s3、根据分析结果给定测点位置5，求出对应位移量。
s4、添加完约束、设置完载荷之后提交有限元分析软件进行力学计算求解，得到测点位移量d。
s5、根据位移量d求出刚度值：
发动机舱盖刚度分析的刚度计算公式采用加载力/位移距离的方式计算：
式中：
k—发动机罩侧向刚度，单位牛每度(n/mm)
d—测点位置的位移值，单位为毫米(mm)
f—施加在加载点上的载荷，单位牛顿(n)。
s6、最后将计算刚度值与设计目标值对比，考察发动机舱盖是否满足设计要求。
实施例三：
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种用于汽车发动机舱盖开启状态侧向刚度的分析方法，包括左车身侧铰链安装孔1、右车身侧铰链安装孔2、撑杆连接处3、加载点位置4和测点位置5，左车身侧铰链安装孔1和右车身侧铰链安装孔2进行六自由度约束，撑杆连接处3的约束为123自由度，加载点位置4也为左侧缓冲垫安装点，且施加沿车身横向、指向撑杆侧的集中载荷f=200n，加载点位置4与测点位置5为同一处位置，分析方法包括以下步骤：
s1、首先建立汽车后背上开门的三维模型，将建立好的模型在不影响分析结果的前提下简化处理，导入cae软件中对三维模型进行几何清理以及网格的划分，通过软件处理得到有限元模型。
s2、然后施加边界约束、载荷，将发动机舱盖调整至安装状态下的关闭位置，发动机舱盖扭转刚度分析各约束和加载点位置4。
s3、根据分析结果给定测点位置5，求出对应位移量。
s4、添加完约束、设置完载荷之后提交有限元分析软件进行力学计算求解，得到测点位移量d。
s5、根据位移量d求出刚度值：
发动机舱盖刚度分析的刚度计算公式采用加载力/位移距离的方式计算：
式中：
k—发动机罩侧向刚度，单位牛每度(n/mm)
d—测点位置的位移值，单位为毫米(mm)
f—施加在加载点上的载荷，单位牛顿(n)。
s6、最后将计算刚度值与设计目标值对比，考察发动机舱盖是否满足设计要求。
本发明的有益效果为：本发明可高效、低成本地进行多种发动机舱盖设计方案的侧向刚度值的获取，仅需1天的人工成本及一台工作站和一套通用软件的投入就可完成一种设计方案的刚度值获取，本发明通过该方法可进行多种虚拟方案的优选，在设计前期确保发动机舱盖设计方案满足刚度设计目标，避免通过实物进行优选，减少优化修模甚至报废模具的时间成本和费用成本。
本发明方案中，cae指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等，把工程（生产）的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期，而cae软件可作静态结构分析，动态分析，研究线性、非线性问题，分析结构（固体）、流体、电磁等。在统计学上，自由度是指当以样本的统计量来估计总体的参数时，样本中独立或能自由变化的数据的个数，称为该统计量的自由度。一般来说，自由度等于独立变量减掉其衍生量数。举例来说，变异数的定义是样本减平均值(一个由样本决定的衍生量)，因此对n个随机样本而言，其自由度为n-1。在数学上，自由度是一个随机向量的维度数，也就是一个向量能被完整描述所需的最少单位向量数。举例来说，从电脑屏幕到厨房的位移能够用三维向量
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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