(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 202210953018.8 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 岚图汽车 科技有限公司 地址 430000 湖北省武汉市经济技 术开发 区人工智能科技园N栋研发楼3层 N3010号 (72)发明人 张明　罗洲　陆兴旺　刘岩　 (74)专利代理 机构 武汉蓝宝石专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42242 专利代理师 韩梦晴 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种非承载式车身车架扭转强度分析方法 及系统 (57)摘要 本发明提供一种非承载式车身车架扭转强 度分析方法及系统， 该方法包括： 基于被测车型 的三维模型构建其车架的有限元模 型， 对所述有 限元模型进行仿真分析， 得到车架的单位扭转角 度应力数据； 根据实车道路试验获取组合路面车 架后横梁的扭转角组合谱数据； 依据材料属性对 车架的零部件分组， 将所述扭转角组合谱数据与 车架的有限元模型相匹配、 以模拟车架疲劳试 验； 根据车架的单位扭转角度应力数据与所述扭 转角组合谱数据计算车架各零部件的疲劳损伤 值， 直到依据所述疲劳损伤值判定任一零部件失 效。 本发明可在设计开发前期初步验证车架的抗 扭强度， 试验准确度高， 为车架开发提供可靠依 据， 缩短试验周期和成本， 提升 研发效率。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115495835 A 2022.12.20 CN 115495835 A 1.一种非承载式车身车架扭转强度分析 方法， 其特 征在于， 包括： 基于被测车型的三维模型构建其车架的有限元模型， 对所述有限元模型进行仿真分 析， 得到车架的单位扭转角度应力数据； 根据实车道路试验获取组合路面车架后横梁的扭转角组合谱数据； 依据材料属性对车架的零部件分组， 将所述扭转角组合谱数据与车架的有限元模型相 匹配、 以模拟车架疲劳试验； 根据车架的单位扭转角度应力数据与所述扭转角组合谱数据 计算车架各零部件的疲劳损伤值， 直到依据所述 疲劳损伤值判定任一 零部件失效。 2.根据权利要求1所述的一种非承载式车身车架扭转强度分析方法， 其特征在于， 所述 基于被测车 型的三维模型构建其车架的有限元模型， 包括： 根据被测车型车架总成的三维模型建立网格模型， 对于壁厚均匀、 料厚超过厚度阈值 的结构采用一阶六面体网格单元建模， 料厚低于厚度阈值的结构采用2D壳单元建模， 对于 非均匀料厚以及与车架刚性连接的关键铸件 采用二阶四面体单 元建模。 3.根据权利要求2所述的一种非承载式车身车架扭转强度分析方法， 其特征在于， 所述 基于被测车 型的三维模型构建其车架的有限元模型， 还 包括： 所述车架的零部件包括前防撞梁、 前横梁、 中间横梁、 后横梁、 左侧纵梁和右侧纵梁， 所 述前防撞梁、 前横梁、 中间横梁和后横梁依照整车坐标系X轴依 次并排设置， 所述左侧纵梁 和右侧纵梁对称设置在整 车坐标系Y0平面两侧、 且与前防撞梁、 前横梁、 中间横梁和 后横梁 分别连接； 采用Rbe2 ‑CBeam‑Rbe2单元的连接方式分别约束左侧纵梁、 右侧纵梁与前防撞梁、 前横 梁、 中间横梁、 后横梁的各连接点， 模拟所述连接点的螺栓连接方式， 各连接点的搭接处还 通过节点对节点建立Rbe2单 元模拟焊缝 连接； 赋予车架各零部件的网格材 料属性。 4.根据权利要求3所述的一种非承载式车身车架扭转强度分析方法， 其特征在于， 所述 对所述有限元模型进行仿真 分析， 得到车架的单位扭转角度应力数据， 包括： 约束车架的前防撞梁中部位于Y0面上节点的六自由度方向， 通过Rbe2单元限制所述后 横梁中部位于 Y0面上的节点连接方式； 将所述后横梁中部位于Y0面的节点中心作为主节点， 所述主节点加载绕X轴方向的单 位角度强制扭转角工况， 获取 单位扭转角度下 车架各零部件的应力结果。 5.根据权利要求4所述的一种非承载式车身车架扭转强度分析方法， 其特征在于， 所述 根据实车道路试验获取组合路面车架后横梁的扭转角组合谱数据， 包括： 根据实车道路试验场的道路条件制定采集标准， 依据所述采集标准设置包含各种强化 坏路的组合路面； 在实车车架 的后横梁中部设置角度测量装置， 按照加速道路疲劳试验标准， 在所述组 合路面上循环进 行实车疲劳试验， 通过角度测量装置采集试验过程中车架的后 横梁扭转角 数据； 提取各循环周期中一致性较 高的扭转角数据作为实车试验的扭转角组合谱数据， 对所 述扭转角组合谱数据进行去噪处 理。 6.根据权利要求5所述的一种非承载式车身车架扭转强度分析方法， 其特征在于， 所述 依据材料属性对车架的零部件分组， 将所述扭转角组合谱数据与车架的有限元模型相匹权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495835 A 2配、 以模拟车架疲劳试验； 根据车架的单位扭转角度应力数据与所述扭转角组合谱数据计 算车架各零部件的疲劳损伤值， 直到依据所述 疲劳损伤值判定任一 零部件失效， 包括： 根据所述网格材料属性对车架各零部件分组， 分别设置车架各零部件的材料疲劳属 性； 将车架的有限元模型、 单位扭转角度 下车架各零部件的应力结果与 所述扭转角组合谱 数据的载荷相匹配， 通过车架的有限元模型按照所述扭转角组合谱数据的载荷循环运转、 以模拟车架疲劳试验； 根据Miner线性疲劳累计损伤理论， 计算车架各零部件在不同应力作用下的疲劳损伤 值； 当判定任一 零部件的疲劳损伤值总和不满足扭转强度要求， 则判定对应的零部件失效。 7.根据权利要求6所述的一种非承载式车身车架扭转强度分析方法， 其特征在于， 所述 根据Miner线性疲劳累计损伤理论， 计算车架各零部件在不同应力作用下的疲劳损伤 值； 当 判定任一 零部件的疲劳损伤值总和不满足扭转强度要求， 则判定对应的零部件失效， 包括： 根据材料的S ‑N曲线查询各零部件在不同应力Si作用下的循环疲劳寿命为Ni， 根据以 下公式判断任一 零部件的疲劳损伤值 不满足扭转强度要求： n1/N1+n2/N2+ ……+(ni‑1)/(Ni‑1)+ni/Ni≥1， i≥1； 其中， i为大于1的自然数， ni为某应力Si的实际循环次数， ni通过所述扭转角组合谱数 据获取； n i/Ni为某应力Si的实际循环次数为 ni时， 对应零部件产生的疲劳损伤值； 当某应力Si的实际循环次数为ni， 任一零部件的疲劳损伤值总和不小于1时， 判定对应 零部件失效。 8.一种非承载式车身车架扭转强度分析系统， 其特 征在于， 包括： 模型数据获取模块， 用于基于被测车型的三维模型构建其车架 的有限元模型， 对所述 有限元模型进行仿真 分析， 得到车架的单位扭转角度应力数据； 实车数据获取模块， 用于根据实车道路试验获取组合路面车架后横梁的扭转角组合谱 数据； 模拟试验分析模块， 用于依据材料属性对车架 的零部件分组， 将所述扭转角组合谱数 据与车架的有限元模型相匹配、 以模拟车架疲劳试验； 根据车架的单位扭转角度应力数据 与所述扭转角组合谱数据计算车架各零部件的疲劳损伤值， 直到依据所述疲劳损伤值判定 任一零部件失效。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括存储器、 处理器， 所述处理器用于执行存储器中存 储的计算机管理类程序时实现如权利要求 1‑7任一项所述的一种非承载式车身 车架扭转 强 度分析方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 其上存储有计算机管理类程序， 所述计算 机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求 1‑7任一项所述的一种非承载式车身 车架扭 转强度分析 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495835 A 3