【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及汽車噪聲仿真輪胎建模，特別涉及一種汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模方法、裝置和設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、汽車行駛過(guò)程中由于路面和輪胎相互作用產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)懸架的傳遞，在車身端引起鈑金響應(yīng)，進(jìn)而引起車內(nèi)成員的振動(dòng)和噪聲的不舒適感，已經(jīng)成為用戶抱怨的問(wèn)題之一。在路噪開發(fā)過(guò)程中，前期建立整車模型，通過(guò)采集典型用戶場(chǎng)景的路面特征，通過(guò)與輪胎模型的耦合，形成虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑥亩A(yù)測(cè)和優(yōu)化噪聲顯得尤為重要，可以避免后期反復(fù)修改設(shè)計(jì)，導(dǎo)致開發(fā)周期和成本的增加。由于輪胎的高度非線性，輪胎模型的建立成為整車建模仿真的一項(xiàng)技術(shù)瓶頸，采用不同的輪胎模型導(dǎo)致仿真精度和效率的不同。
2、輪胎作為高度非線性的產(chǎn)品，現(xiàn)有輪胎模型包括以下幾種：采用數(shù)學(xué)公式擬合的模型，如著名的魔術(shù)公式，主要用于車輛動(dòng)力學(xué)建模仿真領(lǐng)域；采用詳細(xì)有限元模型建模的模型，需要詳細(xì)的輪胎設(shè)計(jì)幾何和材料參數(shù)，然后通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定進(jìn)行模型標(biāo)定，主要用于輪胎設(shè)計(jì)公司的詳細(xì)設(shè)計(jì)，建模過(guò)程需要耗費(fèi)大量的資源，與整車模型耦合常常導(dǎo)致整車模型規(guī)模增大，計(jì)算效率模型降低。還有一種是f-tire、cd-tier和模態(tài)輪胎，也是通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合和模型標(biāo)定獲得，一般整車設(shè)計(jì)公司通過(guò)購(gòu)買獲得，產(chǎn)生的費(fèi)用較高，需要每個(gè)輪胎規(guī)格都要購(gòu)買。
3、相關(guān)技術(shù)提供一種線性化輪胎模型建模方法，采用專用的前處理軟件，或者編寫程序即可生成線性化輪胎模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)映射，根據(jù)dmig矩陣要求完成質(zhì)量陣、剛度陣、阻尼陣的組裝，形成最終可供整車路噪仿真調(diào)用的模態(tài)輪胎模型文件。該模型覆蓋了輪胎低頻結(jié)構(gòu)
4、但是，建模過(guò)程需要詳細(xì)的輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有限元模型建模，也需要復(fù)雜的材料參數(shù)及本構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)需要進(jìn)行充氣、加載、滾動(dòng)仿真和試驗(yàn)標(biāo)定過(guò)程，建模過(guò)程費(fèi)時(shí)、耗費(fèi)大量資源，只適用于輪胎供應(yīng)商具備詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行建模。對(duì)于整車公司來(lái)說(shuō)完全不能建立上述模型的能力，常常需要耗費(fèi)大量費(fèi)用購(gòu)買車型開發(fā)中的輪胎模型，并且購(gòu)買的輪胎模型就是一個(gè)黑匣子，在整車仿真過(guò)程中，也不能優(yōu)化輪胎特性進(jìn)行改善路噪的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模方法、裝置和設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的輪胎有限元模型建模過(guò)程費(fèi)時(shí)，且費(fèi)用較高，并且不能優(yōu)化輪胎特性進(jìn)行改善路噪的問(wèn)題。
2、本申請(qǐng)第一方面實(shí)施例提供一種汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模方法，包括以下步驟：建立輪胎結(jié)構(gòu)模型和輪胎腔內(nèi)聲腔模型，并基于所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型，建立輪胎結(jié)構(gòu)和輪胎腔內(nèi)聲腔的耦合關(guān)系、輪胎地面接觸地的約束條件得到輪胎有限元模型；利用所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型的耦合表達(dá)腔內(nèi)聲腔共振效應(yīng)和預(yù)設(shè)的輪胎傳遞函數(shù)的測(cè)試臺(tái)架，得到臺(tái)架測(cè)試的傳遞函數(shù)；通過(guò)有限元模型計(jì)算的傳遞函數(shù)和臺(tái)架測(cè)試的傳遞函數(shù)之間的相關(guān)性系數(shù)得到目標(biāo)函數(shù)，并以多個(gè)輪胎建模參數(shù)作為優(yōu)化變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，直至滿足預(yù)設(shè)迭代條件，得到整車路噪仿真用的輪胎模型。
3、可選地，所述建立輪胎結(jié)構(gòu)模型，包括：基于預(yù)設(shè)的輪胎厚度和預(yù)設(shè)的輪胎材料，利用板殼單元對(duì)輪胎的胎面和輪胎的側(cè)壁進(jìn)行建模，得到第一建模結(jié)果；基于預(yù)設(shè)的輪緣厚度、預(yù)設(shè)的彈性模量和預(yù)設(shè)的材料密度對(duì)輪緣進(jìn)行建模，得到第二建模結(jié)果，并根據(jù)輪心中心點(diǎn)和輪緣殼單元節(jié)點(diǎn)對(duì)輪輻進(jìn)行建模，得到第三建模結(jié)果；根據(jù)所述第一建模結(jié)果、所述第二建模結(jié)果和所述第三建模結(jié)果建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型。
4、可選地，所述輪胎的胎面和所述輪胎的側(cè)壁的殼單元節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度彈簧單元在圓周方向連接，所述輪胎的側(cè)壁和所述輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)支架之間通過(guò)多個(gè)平動(dòng)彈簧單元在圓周方向連接。
5、可選地，在根據(jù)輪心中心點(diǎn)和輪緣殼單元節(jié)點(diǎn)對(duì)輪輻進(jìn)行建模時(shí)，包括：采用無(wú)質(zhì)量的鋼性單元在輪輞的輪心中心點(diǎn)與輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)建所述輪輻。
6、可選地，所述建立輪胎腔內(nèi)聲腔模型，包括：基于預(yù)設(shè)的輪胎腔體材料、預(yù)設(shè)的體積模量和空氣密度，采用chexa流體單元建立所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型。
7、可選地，在建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型之后，還包括：利用流固耦合接口進(jìn)行耦合所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型。
8、可選地，所述輪胎地面接觸地的約束條件為：利用柔性連接單元使輪胎接地點(diǎn)與輪胎接地痕跡附近進(jìn)行連接，其中，所述柔性連接單的中心采用6自由度的彈簧，所述輪胎接地點(diǎn)的一端連接輪胎，所述輪胎接地點(diǎn)的另一端接地。
9、可選地，利用預(yù)設(shè)的輪胎傳遞函數(shù)的測(cè)試臺(tái)架，得到臺(tái)架測(cè)試的傳遞函數(shù)，包括：利用遠(yuǎn)端牽引電機(jī)通過(guò)拉繩將輪胎固定在試驗(yàn)臺(tái)架平板下，保證輪胎的承受重量符合試驗(yàn)車輛要求；在輪轂中心平面的目標(biāo)螺栓安裝點(diǎn)位置進(jìn)行敲擊，得到力傳感器和加速度傳感器的響應(yīng)數(shù)據(jù)；將輪轂周邊的敲擊力和加速度響應(yīng)縮減成輪轂中心虛擬點(diǎn)響應(yīng)，同時(shí)將所述力傳感器響應(yīng)縮減到輪胎接地中心的響應(yīng)，得到輪轂中心到輪胎接地中心的六個(gè)自由度方向的傳遞函數(shù)。
10、本申請(qǐng)第二方面實(shí)施例提供一種汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模裝置，包括：構(gòu)建模塊，用于建立輪胎結(jié)構(gòu)模型和輪胎腔內(nèi)聲腔模型，并基于所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型，建立輪胎結(jié)構(gòu)和輪胎腔內(nèi)聲腔的耦合關(guān)系、輪胎地面接觸地的約束條件得到輪胎有限元模型；測(cè)試模塊，用于利用所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型的耦合表達(dá)腔內(nèi)聲腔共振效應(yīng)和預(yù)設(shè)的輪胎傳遞函數(shù)的測(cè)試臺(tái)架，得到臺(tái)架測(cè)試的傳遞函數(shù)；優(yōu)化模塊，用于通過(guò)有限元模型計(jì)算的傳遞函數(shù)和臺(tái)架測(cè)試的傳遞函數(shù)之間的相關(guān)性系數(shù)得到目標(biāo)函數(shù)，并以多個(gè)輪胎建模參數(shù)作為優(yōu)化變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，直至滿足預(yù)設(shè)迭代條件，得到整車路噪仿真用的輪胎模型。
11、可選地，所述構(gòu)建模塊，還用于：基于預(yù)設(shè)的輪胎厚度和預(yù)設(shè)的輪胎材料，利用板殼單元對(duì)輪胎的胎面和輪胎的側(cè)壁進(jìn)行建模，得到第一建模結(jié)果；基于預(yù)設(shè)的輪緣厚度、預(yù)設(shè)的彈性模量和預(yù)設(shè)的材料密度對(duì)輪緣進(jìn)行建模，得到第二建模結(jié)果，并根據(jù)輪心中心點(diǎn)和輪緣殼單元節(jié)點(diǎn)對(duì)輪輻進(jìn)行建模，得到第三建模結(jié)果；根據(jù)所述第一建模結(jié)果、所述第二建模結(jié)果和所述第三建模結(jié)果建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型。
12、可選地，所述輪胎的胎面和所述輪胎的側(cè)壁的殼單元節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度彈簧單元在圓周方向連接，所述輪胎的側(cè)壁和所述輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)支架之間通過(guò)多個(gè)平動(dòng)彈簧單元在圓周方向連接。
13、可選地，所述構(gòu)建模塊，還用于：采用無(wú)質(zhì)量的鋼性單元在輪輞的輪心中心點(diǎn)與輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)建所述輪輻。
14、可選地，所述構(gòu)建模塊，還用于：基于預(yù)設(shè)的輪胎腔體材料、預(yù)設(shè)的體積模量和空氣密度，采用chexa流體單元建立所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型。
15、可選地，在建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型之后，所述構(gòu)建模塊，還用于：利用流固耦合接口進(jìn)行耦合所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型。
16、可選地，所述輪胎地面接觸地的約束條件為：利用柔性連接單元使輪胎接地點(diǎn)與輪本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立輪胎結(jié)構(gòu)模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輪胎的胎面和所述輪胎的側(cè)壁的殼單元節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度彈簧單元在圓周方向連接，所述輪胎的側(cè)壁和所述輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)支架之間通過(guò)多個(gè)平動(dòng)彈簧單元在圓周方向連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在根據(jù)輪心中心點(diǎn)和輪緣殼單元節(jié)點(diǎn)對(duì)輪輻進(jìn)行建模時(shí)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立輪胎腔內(nèi)聲腔模型，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型之后，還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎地面接觸地的約束條件為：利用柔性連接單元使輪胎接地點(diǎn)與輪胎接地痕跡附近進(jìn)行連接，其中，所述柔性連接單的中心采用6自由度的彈簧，所述輪胎接地點(diǎn)的一端連接輪胎，所述輪胎接地點(diǎn)的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
9.一種汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模裝置，其特征在于，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述構(gòu)建模塊，還用于：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述輪胎的胎面和所述輪胎的側(cè)壁的殼單元節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度彈簧單元在圓周方向連接，所述輪胎的側(cè)壁和所述輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)支架之間通過(guò)多個(gè)平動(dòng)彈簧單元在圓周方向連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述構(gòu)建模塊，還用于：
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述構(gòu)建模塊，還用于：
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型之后，所述構(gòu)建模塊，還用于：
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述輪胎地面接觸地的約束條件為：利用柔性連接單元使輪胎接地點(diǎn)與輪胎接地痕跡附近進(jìn)行連接，其中，所述柔性連接單的中心采用6自由度的彈簧，所述輪胎接地點(diǎn)的一端連接輪胎，所述輪胎接地點(diǎn)的另一端接地。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)試模塊，還用于：
17.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器、處理器；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種汽車整車路噪仿真用的輪胎模型建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立輪胎結(jié)構(gòu)模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輪胎的胎面和所述輪胎的側(cè)壁的殼單元節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度彈簧單元在圓周方向連接，所述輪胎的側(cè)壁和所述輪緣的殼單元節(jié)點(diǎn)支架之間通過(guò)多個(gè)平動(dòng)彈簧單元在圓周方向連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在根據(jù)輪心中心點(diǎn)和輪緣殼單元節(jié)點(diǎn)對(duì)輪輻進(jìn)行建模時(shí)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立輪胎腔內(nèi)聲腔模型，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述輪胎結(jié)構(gòu)模型和所述輪胎腔內(nèi)聲腔模型之后，還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎地面接觸地的約束條件為：利用柔性連接單元使輪胎接地點(diǎn)與輪胎接地痕跡附近進(jìn)行連接，其中，所述柔性連接單的中心采用6自由度的彈簧，所述輪胎接地點(diǎn)的一端連接輪胎，所述輪胎接地點(diǎn)的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用預(yù)設(shè)的輪胎傳遞函數(shù)的測(cè)試臺(tái)架，得到臺(tái)架測(cè)試的傳遞函數(shù)，包括：
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝然，陸家朋，毛華兵，張志達(dá)，許靜超，沈飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州汽車集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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