车身阻尼优化方法和系统与流程

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种车身阻尼优化方法和系统。

背景技术：

有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，被广泛应用于连续体力学领域，用于飞机结构静、动态特性分析，以及求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题的分析过程中。有限元分析的前提是有限元模型的建立，如何快速建立整车有限元分析模型及更改有限元分析模型，成为cae(computeraidedengineering，计算机辅助工程)分析的一个瓶颈问题。在汽车钣金设计过程中，通常为了降低汽车振动曲线峰值，需要在关键部位贴上阻尼片，需要对车身阻尼片位置进行优化，建立车身阻尼的有限元分析模型，对车身阻尼情况进行有限元分析，从而使得关心的峰值降低。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种车身阻尼优化方法和系统，用于解决无法快速建立车身阻尼的有限元模型的技术问题。

为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种车身阻尼优化方法，所述方法包括：

获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息；

获取预先存储的所述目标单元的第一材料的第二参数信息；

根据所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述目标单元处的复合材料的目标参数信息，所述复合材料为所述第一材料增加阻尼层后的材料；

根据所述目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。

可选地，所述获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息，包括：

获取在第一界面的输入接口中输入的所述第一参数信息，所述第一界面为预设软件中的用于输入配置参数的界面，所述第一界面为预先配置的。

可选地，所述获取预先存储的所述目标单元的第一材料的第二参数信息，包括：

当确认所述第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型；

当确认所述有限元模型中的所述目标单元被选中时，获取预先记录的所述目标单元的所述第二参数信息。

可选地，所述当确认所述第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型，包括：

当确认所述第一界面上的第一预设按键被触发时，根据所述第一界面上的第二预设按键选中的有限元模型的类型，获取对应类型的有限元模型；

在获取所述对应类型的有限元模型后，展示可选择的所述有限元模型；

所述当确认所述有限元模型中的所述目标单元被选中时，获取预先记录的所述目标单元的所述第二参数信息，包括：

当确认所述有限元模型上的所述目标单元对应的按钮被触发时，获取所述目标单元的所述第二参数的编号名称；

通过所述编号名称获取所述目标单元的第二参数信息。

可选地，所述方法还包括：

根据所述第一参数信息，生成车身阻尼的有限元模型。

可选地，所述第一参数信息包括阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，所述第二参数信息包括第一材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，所述目标参数信息包括结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13，所述根据所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述目标单元处的复合材料的目标参数信息，包括：

根据所述阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，以及所述厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，通过预设算法确定所述目标单元处的复合材料的结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13；

其中，所述预设算法包括：

其中，f14＝fdr(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

h14＝fdi(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

e＝fdr(ed，βed，ee，βee)，

ei＝fdi(ed，βed，ee，βee)，fmi为点乘和函数，fmr为点乘差函数，fdr为点乘差均值函数，fdi为点乘和均值函数，fsr为fmr的特例函数，fsi为fmi的特例函数。

在本公开的第二方面提供一种车身阻尼优化系统，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息；

第二获取模块，用于获取预先存储的所述目标单元的第一材料的第二参数信息；

确定模块，用于根据所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述目标单元处的复合材料的目标参数信息，所述复合材料为所述第一材料增加阻尼层后的材料；

第一模型生成模块，用于根据所述目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。

可选地，所述第一获取模块，用于：

获取在第一界面的输入接口中输入的所述第一参数信息，所述第一界面为预设软件中的用于输入配置参数的界面，所述第一界面为预先配置的。

可选地，所述第二获取模块，包括：

展示子模块，用于当确认所述第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型；

获取子模块，用于当确认所述有限元模型中的所述目标单元被选中时，获取预先记录的所述目标单元的所述第二参数信息。

可选地，所述展示子模块，用于：

当确认所述第一界面上的第一预设按键被触发时，根据所述第一界面上的第二预设按键选中的有限元模型的类型，获取对应类型的有限元模型；

在获取所述对应类型的有限元模型后，展示可选择的所述有限元模型；

所述获取子模块，用于：

当确认所述有限元模型上的所述目标单元对应的按钮被触发时，获取所述目标单元的所述第二参数的编号名称；

通过所述编号名称获取所述目标单元的第二参数信息。

可选地，所述系统还包括：

第二模型生成模块，用于根据所述第一参数信息，生成车身阻尼的有限元模型。

可选地，所述第一参数信息包括阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，所述第二参数信息包括第一材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，所述目标参数信息包括结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13，所述确定模块，用于：

根据所述阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，以及所述厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，通过预设算法确定所述目标单元处的复合材料的结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13；

其中，所述预设算法包括：

其中，f14＝fdr(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

h14＝fdi(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

e＝fdr(ed，βed，ee，βee)，

ei＝fdi(ed，βed，ee，βee)，fmi为点乘和函数，fmr为点乘差函数，fdr为点乘差均值函数，fdi为点乘和均值函数，fsr为fmr的特例函数，fsi为fmi的特例函数。

上述技术方案，通过获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息；获取预先存储的所述目标单元的第一材料的第二参数信息；根据所述第一参数信息和所述第二参数信息确定所述目标单元处的复合材料的目标参数信息，所述复合材料为所述第一材料增加阻尼层后的材料；根据所述目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。本公开能够在已有初步的车身有限元模型的情况下快速的优化车身有限元模型，能够快速建立带有阻尼的车身有限元模型。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施例提供的一种车身阻尼优化方法的流程图；

图2是设置阻尼配置界面的示意图；

图3是根据图1所示实施例示出的一种车身阻尼优化方法的流程图；

图4是根据图3所示实施例示出的一种车身阻尼优化方法的流程图；

图5是在本公开另一示例性实施例提供的一种车身阻尼优化系统的框图；

图6是根据图5所示实施例示出的一种车身阻尼优化系统的框图。

附图标记说明

201：第一预设按键202：第二预设按键

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是本公开一示例性实施例提供的一种车身阻尼优化方法的流程图；参见图1，该方法包括：

步骤101，获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息。

示例地，该第一参数信息，是指阻尼层的相关参数，可以包括阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，该第一参数可以通过在hypermesh(网格划分)软件中增加的阻尼配置界面上输入，该阻尼配置界面上设有输入相关参数的窗口，在该窗口内输入该相关参数，该参数可以被存储到对应的变量存储空间内，当需要时可以从该变量存储空间内调取。该目标单元可以是elems(elements，元素)单元，也可以是一个comps(components，组件成分)或者props(properties，属性)中的多个单元。该目标位置是指需要添加阻尼片的车身位置，该目标位置可以是由多个有限元单元组成。

步骤102，获取预先存储的该目标单元的第一材料的第二参数信息。

示例地，本技术方案是对预先生成的车身有限元模型进行优化，该第二参数信息是指在构建待优化的车身有限元模型时存储的该目标单元的车身材料的参数信息，该第一材料可以是金属板材料，该第二参数信息可以是待优化的车身有限元模型中一个或多个单元对应的参数信息，该第二参数可以包括金属板材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe。

步骤103，根据该第一参数信息和该第二参数信息确定该目标单元处的复合材料的目标参数信息，该复合材料为该第一材料增加阻尼层后的材料。

示例地，该复合材料可以是三层的复合材料，包括中间层材料和两个外层材料，该中间层材料被该两个外层材料夹在中间；该第一材料可以是金属板材料。通过该阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β和该金属板材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，结合预设算法得到该复合材料的目标参数信息，该目标参数可以包括复合型材料的结构单元阻尼因子η，中间层弹性模量e2，外层弹性模量e13；其中，该预设算法包括以下公式：

其中该fmi和fmr均为通过该阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β和该金属板材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe得到的函数；e13为外层弹性模量，e2为中间层弹性模量，η为结构单元阻尼因子，te为金属板材料的厚度，ee为金属板材料的弹性模量，td为阻尼层的厚度，ed为阻尼层的弹性模量。

步骤104，根据该目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。

示例地，在hypermesh软件中，将阻尼层的参数信息与原有模型的金属板材料的参数经过预设算法计算后得到复合材料的目标参数信息，通过将该目标参数信息输入到hypermesh软件中对应的材料参数框中，经过触发预设按钮生成对应的有限元模型，该有限元模型中结合了阻尼层参数信息，能够显示车身阻尼的车身有限元模型，以供研究人员参考使用。

上述技术方案，通过获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息；获取预先存储的该目标单元的第一材料的第二参数信息；根据该第一参数信息和该第二参数信息确定该目标单元处的复合材料的目标参数信息，该复合材料为该第一材料增加阻尼层后的材料；根据该目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。本公开能够在已有初步的车身有限元模型的情况下快速的优化车身有限元模型，能够快速建立带有阻尼的车身有限元模型。

进一步地，该步骤101所述的获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息，可以包括：

获取在第一界面的输入接口中输入的该第一参数信息，该第一界面为预设软件中的用于输入配置参数的界面，该第一界面为预先配置的。

示例地，通过在hypermesh软件中增加阻尼配置界面(如图2所示，图2是设置阻尼配置界面的示意图)，在该界面上包括阻尼层厚度dt的输入窗口、阻尼层密度dr的输入窗口、阻尼层弹性模量de的输入窗口、阻尼层泊松比du的输入窗口，阻尼层阻尼损耗因子dβ的输入窗口，以及非结构质量nsm的输入窗口，在对应参数的输入窗口中输入对应的第一参数信息，点击第一预设按键201，将该参数信息存储在预设的存储空间，同时，展示可选择的预先建立的车身有限元模型。点击该第二预设按键202可以显示供选择的目标单元的类型的列表，通过点击目标类型确定选择的目标单元的类型；该类型可以包括elems、comps或者props。

图3是根据图1所示实施例示出的一种车身阻尼优化方法的流程图；参见图3，该步骤102所述的获取该获取预先存储的该目标单元的材料的第二参数信息的步骤，可以包括以下步骤：

步骤1021，当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型；

示例地，该第一界面可以是该hypermesh软件中增加的阻尼配置界面，该第一按键可以是设置在该界面上预设的按键，通过触发该第一按键能够展示可选择的车身的有限元模型，该车身有限元模型为可编辑的，能够通过点击该有限元模型的某个部位，从而选中该一个或多个单元。

步骤1022，当确认该有限元模型中的该目标单元被选中时，获取预先记录的该目标单元的该第二参数信息。

示例地，该预先记录的该目标单元的该第二参数信息是指在建立待优化的模型时输入的第二参数信息，通过该第二参数信息，生成的待优化的车身有限元模型。

图4是根据图3所示实施例示出的一种车身阻尼优化方法的流程图；参见图4，该步骤1021所述的当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型的步骤，可以包括以下步骤：

步骤10211，当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，根据该第一界面上的第二预设按键选中的有限元模型的类型，获取对应类型的有限元模型。

示例地，当点击该第一预设按键201后，可通过第二预设按键202选择需要的有限元模型的类型，该有有限元模型的类型可以包括elems单元、props属性或者comps部分，根据该第二预设按键202中选择的类型获取对应类型的有限元模型，可以在该对应类型的有限元模型上选择相应类型的单元。

步骤10212，在获取该对应类型的有限元模型后，展示可选择的该有限元模型。

该步骤1022所述的当确认该有限元模型中的该目标单元被选中时，获取预先记录的该目标单元的该第二参数信息的步骤，可以包括以下步骤：

步骤10221，当确认该有限元模型上的该目标单元对应的按钮被触发时，获取该目标单元的该第二参数的编号名称。

示例地，当该目标单元是elems单元时，选中该目标单元后，点击该单元对应的按钮可以获取到存储该第二参数的id(identification，身份证)列表，该列表里包含该第二参数的编号名称，该编号名称可以包括：节点编号，单元编号，材料编号，属性编号和部分编号。该对应按钮可以是有限元模型上的单元格。

步骤10222，通过该编号名称获取该目标单元的第二参数信息。

示例地，通过该id列表中的节点编号，单元编号，材料编号，属性编号和部分编号，获取该第二参数信息。

进一步地，该方法还包括：

步骤104，根据该第一参数信息，生成车身阻尼的有限元模型。

示例地，该第一参数信息是指阻尼层的参数信息，可以仅仅通过该阻尼层的参数，用该阻尼层的信息代替待优化的有限元模型中的第二参数信息，生成仅有阻尼材料的有限元模型。

进一步地，该第一参数信息包括阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，该第二参数信息包括第一材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，该目标参数信息包括结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13，该根据该第一参数信息和该第二参数信息确定该目标单元处的复合材料的目标参数信息，包括：

根据该阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，以及该厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，通过预设算法确定该目标单元处的复合材料的结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13；

其中，该预设算法包括：

其中，f14＝fdr(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

h14＝fdi(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

e＝fdr(ed，βed，ee，βee)，

ei＝fdi(ed，βed，ee，βee)，fmi为点乘和函数，fmr为点乘差函数，fdr为点乘差均值函数，fdi为点乘和均值函数，fsr为fmr的特例函数，fsi为fmi的特例函数。

以上技术方案，获取在第一界面的输入接口中输入的该第一参数信息，该第一界面为预设软件中的用于输入配置参数的界面，该第一界面为预先配置的；当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型，当确认该有限元模型中的该目标单元被选中时，获取预先记录的该目标单元的该第二参数信息。本公开能够在已有初步的车身有限元模型的情况下快速的优化车身有限元模型，能够快速建立带有阻尼的车身有限元模型。

图5是在本公开另一示例性实施例提供的一种车身阻尼优化系统的框图；参见图5，该系统500包括：

第一获取模块501，用于获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息；

第二获取模块502，用于获取预先存储的该目标单元的第一材料的第二参数信息；

确定模块503，用于根据该第一参数信息和该第二参数信息确定该目标单元处的复合材料的目标参数信息，该复合材料为该第一材料增加阻尼层后的材料；

第一模型生成模块504，用于根据该目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。

上述技术方案，通过第一获取模块获取输入的车身目标位置处的目标单元的阻尼层的第一参数信息；通过第二获取模块获取预先存储的该目标单元的第一材料的第二参数信息；通过确定模块根据该第一参数信息和该第二参数信息确定该目标单元处的复合材料的目标参数信息，该复合材料为该第一材料增加阻尼层后的材料；通过第一模型生成模块根据该目标参数信息，生成带有阻尼的车身有限元模型。本公开能够在已有初步的车身有限元模型的情况下快速建立带有阻尼的车身有限元模型。

进一步地，该第一获取模块501，用于：

获取在第一界面的输入接口中输入的该第一参数信息，该第一界面为预设软件中的用于输入配置参数的界面，该第一界面为预先配置的。

图6是根据图5所示实施例示出的一种车身阻尼优化系统的框图；参见图6，该第二获取模块502，包括：

展示子模块5021，用于当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型；

获取子模块5022，用于当确认该有限元模型中的该目标单元被选中时，获取预先记录的该目标单元的该第二参数信息。

进一步地，该展示子模块5021，用于：

当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，根据该第一界面上的第二预设按键选中的有限元模型的类型，获取对应类型的有限元模型；

在获取该对应类型的有限元模型后，展示可选择的该有限元模型；

该获取子模块5022，用于：

当确认该有限元模型上的该目标单元对应的按钮被触发时，获取该目标单元的该第二参数的编号名称；

通过该编号名称获取该目标单元的第二参数信息。

进一步地，该系统500还包括：

第二模型生成模块505，用于根据该第一参数信息，生成车身阻尼的有限元模型。

进一步地，该第一参数信息包括阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，该第二参数信息包括第一材料的厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，该目标参数信息包括结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13，该确定模块503，用于：

根据该阻尼层的厚度td、密度ρd、弹性模量ed、泊松比μd和阻尼损耗因子β，以及该厚度te、密度ρe、弹性模量ee和泊松比μe，通过预设算法确定该目标单元处的复合材料的结构单元阻尼因子η、中间层弹性模量e2和外层弹性模量e13；

其中，该预设算法包括：

其中，f14＝fdr(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

h14＝fdi(f141，f142，1+eξt，1+eiξt)，

e＝fdr(ed，βed，ee，βee)，

ei＝fdi(ed，βed，ee，βee)，fmi为点乘和函数，fmr为点乘差函数，fdr为点乘差均值函数，fdi为点乘和均值函数，fsr为fmr的特例函数，fsi为fmi的特例函数。

上述技术方案，通过获取在第一界面的输入接口中输入的该第一参数信息，该第一界面为预设软件中的用于输入配置参数的界面，该第一界面为预先配置的；通过该展示子模块当确认该第一界面上的第一预设按键被触发时，展示可选择的车身的有限元模型，通过该获取子模块当确认该有限元模型中的该目标单元被选中时，获取预先记录的该目标单元的该第二参数信息。本公开能够在已有初步的车身有限元模型的情况下快速的优化车身有限元模型，能够快速建立带有阻尼的车身有限元模型。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。