(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210582616.9 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 江铃汽车股份有限公司 地址 330200 江西省南昌市南昌县 迎宾中 大道2111号 (72)发明人 陈为欢　熊伟　辛建伟　夏昌华　 黄晖　余显忠　段龙杨　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 何世磊 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/04(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 汽车板簧运动行程参数优化匹配方法及系 统 (57)摘要 本发明公开了一种汽车板簧运动行程参数 优化匹配方法及系统。 该方法包括： 对基础车进 行道路谱采集， 分别获得整车在轮心处的x、 y、 z 方向的载荷Fx、 Fy、 Dz， 以及绕x、 y、 z轴的扭矩 Mx、 My、 Mz； 建立整车ADAMS多体动力学模型， 在轮心 处施加轮心力Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz， 并求解板簧 在板簧座处的载荷； 对板簧疲劳分析的应力场进 行求解， 并进行板簧疲劳分析； 将板簧的最大行 程等效转化为限位块硬点坐标的优化， 将限位块 硬点的z向坐标进行参数化， 并基于Isight平台 确定最优的板簧行程参数。 本发 明能够解决现有 技术中人工反复试错导致优化迭代周期长的问 题， 能够加快产品开发速度。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 115169167 A 2022.10.11 CN 115169167 A 1.一种汽车板簧 运动行程 参数优化匹配方法， 其特 征在于， 包括： 对基础车进行道路谱采集， 分别获得整车在轮心处的x、 y、 z方向的载荷 Fx、 Fy、 Dz， 以及 绕x、 y、 z轴的扭矩Mx、 My、 M z； 建立整车ADAMS多体动力学模型， 在轮心处施加轮心力Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz， 并求解板 簧在板簧 座处的载荷； 对板簧疲劳分析的应力场进行求 解， 并进行板簧 疲劳分析； 将板簧的最大行程等效转化为 限位块硬点坐标的优化， 将限位块硬点的z向坐标进行 参数化， 并基于Isight 平台确定最优的板簧行程 参数。 2.根据权利要求1所述的汽车板簧运动行程参数优化匹配方法， 其特征在于， 对基础车 进行道路谱采集， 分别获得整车在轮心处的x、 y、 z方 向的载荷Fx、 Fy、 Dz， 以及绕x、 y、 z轴的 扭矩Mx、 My、 M z的步骤具体包括： 通过六分力传感器测量车辆在实际道路耐久测试路面行驶时路面作用于轮胎的两个 载荷Fx、 Fy和三个扭矩Mx、 My、 Mz， 通过位移传感器测量轮心的垂向位移载荷Dz， Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz用于作为车辆的路面激励。 3.根据权利要求2所述的汽车板簧运动行程参数优化匹配方法， 其特征在于， 建立整车 ADAMS多体动力学模型， 在轮心处施加轮心力Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz， 并求解板簧在板簧座处 的载荷的步骤具体包括： 根据载荷谱采集车辆各部件间的实 际连接关系， 运用模态综合法， 并利用有限元软件 计算得到包含模态信息的车架中性文件， 利用车架中性文件完成对车架的柔性化处理， 从 而建立整车ADAMS多体动力学模型， 模型至少包括前 悬架、 后悬架、 转向、 车架、 车身系统； 对前后悬架进行K&C特性对比分析， 并将仿真结果与试验结果进行对标， 主要对标类型 包括前悬架垂向刚度、 侧向刚度及纵向刚度， 后悬架垂向刚度、 侧向刚度及纵向刚度， 最后， 在对标良好的基础上， 在轮心处施加轮心力Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz， 求解整个系统的响应， 并 输出板簧在板簧 座处的载荷。 4.根据权利要求3所述的汽车板簧运动行程参数优化匹配方法， 其特征在于， 对板簧疲 劳分析的应力场进行求 解， 并进行板簧 疲劳分析的步骤具体包括： 将完成参数确认的自由夹紧状态的板簧CAD模型导入有限元前处理软件Hyp ermesh中， 将Hypermesh软件切换到ABAQUS模块， 然后对板簧CAD模型基于一阶壳单元进行3 ‑5mm的网 格划分， 并将 变化的料厚属性赋予到板簧网格节 点上， 实现板簧的变截面模拟， 并设置弹性 模量、 泊松比以及密度三种材料特性， 然后将所有簧片制作为一个集合set， 并基于集合set 建立通用接触， 通用接触用于自动模拟板簧 实际工作过程中各片间可能发生的实际接触行 为； 对未作优化的板簧的多体动力学输出的载荷进行数据特征分析， 分析对象包括板簧座 从自由夹紧状态运动到路试平衡状态的行程Dzmax， 板簧座x、 y、 z方向最大的力和力矩 Fxmax、 Fymax、 Mxmax、 Mymax、 M zmax， 并确保载荷的合理性； 在板簧有限元模型中， 对板簧前后卷耳进行约束， 前卷耳释放转动自由度， 后卷耳释放 转动自由度及沿板簧长度方向的移动自由度， 在板簧座分别施加载荷矩Fxmax、 Fymax、 Mxmax、 Mymax、 Mzmax， 获得六个受载不同的有限元模型， 并提交ABAQUS模块进行求解计算， 获得板簧在上述各载荷下的应力场， 然后 将应力场和整车多体动力学模型中计算 获得的板权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115169167 A 2簧座载荷进行关联叠加， 应力场具体 计算公式如下： 其中， σ(t)为应力场表达式， Fk(t)表示多体动力学软件输入的板簧座处随时间变化的 载荷， k＝x/y/Mx/My/Mz， Dz(t)表示板簧座随时间变化的垂向位移， σDzmax表示对板簧施加载 荷Dzmax引起的应力， σFxmax表示对板簧施加载荷Fxmax引起的应力， σFymax表示对板簧施加载 荷Fymax引起的应力， σMxmax表示对板簧施加载荷 Mxmax引起的应力， σMymax表示对板簧施加载 荷Mymax引起的应力， σMzmax表示对板簧施加载荷M zmax引起的应力； 然后在疲劳软件femfat中， 基于S ‑N法对板簧的疲劳寿命进行分析。 5.根据权利要求1所述的汽车板簧运动行程参数优化匹配方法， 其特征在于， 将板簧的 最大行程等效转化为限位块硬点坐标的优化， 将限位块硬点的z向坐标进 行参数化， 并基于 Isight平台确定最优的板簧行程 参数的步骤具体包括： 以板簧疲劳损伤小于预设值作 为目标函数， 基于Isight平台并采用多岛遗传算法找出 满足板簧疲劳性能的板簧最大行程， 即将限位块的硬点z向坐标定义为变量DVz， 然后基于 Isight优化 算法确定最优的板簧 最大行程。 6.一种汽车板簧 运动行程 参数优化匹配系统， 其特 征在于， 包括： 采集获取模块， 用于对基础车进行道路谱采集， 分别获得整车在轮心处的x、 y、 z方向的 载荷Fx、 Fy、 Dz， 以及绕x、 y、 z轴的扭矩Mx、 My、 M z； 建立施加模块， 用于建立整车ADAMS多体动力学模型， 在轮心处施加轮心力Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz， 并求解板簧在板簧 座处的载荷； 求解分析模块， 用于对板簧 疲劳分析的应力场进行求 解， 并进行板簧 疲劳分析； 优化分析模块， 用于将板簧的最大行程等效转化为 限位块硬点坐标的优化， 将限位块 硬点的z向坐标进行参数化， 并基于Isight 平台确定最优的板簧行程 参数。 7.根据权利要求6所述的汽车板簧运动行程参数优化匹配系统， 其特征在于， 所述采集 获取模块具体用于： 通过六分力传感器测量车辆在实际道路耐久测试路面行驶时路面作用于轮胎的两个 载荷Fx、 Fy和三个扭矩Mx、 My、 Mz， 通过位移传感器测量轮心的垂向位移载荷Dz， Fx、 Fy、 Dz、 Mx、 My、 Mz用于作为车辆的路面激励。 8.根据权利要求7所述的汽车板簧运动行程参数优化匹配系统， 其特征在于， 所述建立 施加模块具体用于： 根据载荷谱采集车辆各部件间的实 际连接关系， 运用模态综合法， 并利用有限元软件 计算得到包含模态信息的车架中性文件， 利用车架中性文件完成对车架的柔性化处理， 从 而建立整车ADAMS多体动力学模型， 模型至少包括前 悬架、 后悬架、 转向、 车架、 车身系统； 对前后悬架进行K&C特性对比分析， 并将仿真结果与试验结果进行对标， 主要对标类型权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115169167 A 3