【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及汽車設(shè)計(jì)
，尤其涉及一種汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
汽車懸架彈簧是汽車懸架系統(tǒng)中常用的彈性元件，它的一端與車架連接，另一端與汽車懸架系統(tǒng)連接，起到緩沖的作用。利用彈簧的伸長(zhǎng)壓縮特性，吸收汽車經(jīng)過(guò)不平路面時(shí)產(chǎn)生的彈跳，可以保證懸架系統(tǒng)與車架之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。彈簧運(yùn)動(dòng)包絡(luò)可作為彈簧周邊件的設(shè)計(jì)輸入，而準(zhǔn)確的彈簧運(yùn)動(dòng)包絡(luò)能有效地指導(dǎo)周邊件的設(shè)計(jì)。在懸架系統(tǒng)與車架相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧既發(fā)生伸縮，又發(fā)生擺轉(zhuǎn)，因此在設(shè)計(jì)階段，現(xiàn)有技術(shù)在利用CAD(ComputerAidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))軟件工具校準(zhǔn)彈簧與周邊靜止件(如車架、車身、擋泥板等)的間隙時(shí)，常用的方法是將彈簧的運(yùn)動(dòng)情況分割成兩個(gè)部分，一部分隨車架運(yùn)動(dòng)，一部分隨懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而模擬其伸長(zhǎng)壓縮和擺轉(zhuǎn)情況，從而更進(jìn)一步地利用CAD自帶的工具生成彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)以便校核間隙和指導(dǎo)其他汽車設(shè)計(jì)。上述的彈簧運(yùn)動(dòng)包絡(luò)生成方法實(shí)際上是用分割后的兩部分彈簧的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)代替彈簧的伸長(zhǎng)壓縮運(yùn)動(dòng)和擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。但對(duì)于漸進(jìn)型彈簧(曲率半徑會(huì)改變)，現(xiàn)有技術(shù)獲得的彈簧運(yùn)動(dòng)包絡(luò)與實(shí)際的彈簧運(yùn)動(dòng)變形情況存在一定的差異，從而會(huì)影響的校核和設(shè)計(jì)的結(jié)果。另外，通過(guò)設(shè)計(jì)人員根據(jù)各個(gè)時(shí)刻下彈簧的伸縮量和位置對(duì)彈簧的多個(gè)狀態(tài)進(jìn)行逐一生成，會(huì)占用設(shè)計(jì)人員的大量時(shí)間和精力，彈簧運(yùn)動(dòng)包絡(luò)生成效率和準(zhǔn)確度低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征在于，包括：測(cè)量彈簧上的三個(gè)不共線的點(diǎn)在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)獲得所述彈簧上的三個(gè)不共線的點(diǎn)的伸縮率，并通過(guò)建立固連坐標(biāo)系，確定汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)各個(gè)時(shí)刻的彈簧擺轉(zhuǎn)情況；對(duì)彈簧的零件信息進(jìn)行設(shè)置，將所述伸縮率和彈簧擺轉(zhuǎn)情況的形成過(guò)程生成宏文件；將所述宏文件輸入至零件模型中并通過(guò)對(duì)所述宏文件的編譯運(yùn)行，獲得所述彈簧在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，生成所述彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征在于，包括：
測(cè)量彈簧上的三個(gè)不共線的點(diǎn)在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；
根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)獲得所述彈簧上的三個(gè)不共線的點(diǎn)的伸縮率，并通過(guò)建
立固連坐標(biāo)系，確定汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)各個(gè)時(shí)刻的彈簧擺轉(zhuǎn)情況；
對(duì)彈簧的零件信息進(jìn)行設(shè)置，將所述伸縮率和彈簧擺轉(zhuǎn)情況的形成過(guò)程生
成宏文件；
將所述宏文件輸入至零件模型中并通過(guò)對(duì)所述宏文件的編譯運(yùn)行，獲得所
述彈簧在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，生成所述彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，所述測(cè)量彈簧上的三個(gè)不共線的點(diǎn)在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)數(shù)
據(jù)，包括：
建立用于模擬各個(gè)時(shí)刻的汽車底盤懸架彈簧的空間運(yùn)動(dòng)的數(shù)字樣機(jī)模型；
根據(jù)彈簧的實(shí)際安裝情況，在所述數(shù)字樣機(jī)模型中確定彈簧的上安裝點(diǎn)、
下安裝點(diǎn)以及與所述上安裝點(diǎn)和所述下安裝點(diǎn)不共線的方向點(diǎn)的測(cè)量項(xiàng)；
通過(guò)監(jiān)測(cè)所述上安裝點(diǎn)和所述下安裝點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況獲取所述彈簧的軸線及
伸縮情況；通過(guò)監(jiān)測(cè)所述方向點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況獲取所述彈簧在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)
過(guò)程中擺轉(zhuǎn)情況；
利用所述數(shù)字樣機(jī)模型對(duì)汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真，記錄仿真過(guò)程
中所述彈簧在所述上安裝點(diǎn)、所述下安裝點(diǎn)以及與所述方向點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，所述根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)獲得所述彈簧上的三個(gè)不共線的點(diǎn)的伸縮率，并
通過(guò)建立固連坐標(biāo)系，確定汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)各個(gè)時(shí)刻的彈簧擺轉(zhuǎn)情況，包括：
測(cè)量汽車底盤懸架初始狀態(tài)下的彈簧長(zhǎng)度L0和在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程i
\t時(shí)刻的彈簧的上安裝點(diǎn)和下安裝點(diǎn)之間的距離，作為在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程
中i時(shí)刻的彈簧長(zhǎng)度Li；i＞0；
將在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻的彈簧長(zhǎng)度Li與初始狀態(tài)下的彈簧長(zhǎng)
度L0的比Li/L0作為所述彈簧在i時(shí)刻的伸縮率；
根據(jù)所述彈簧的上安裝點(diǎn)、下安裝點(diǎn)和方向點(diǎn)的位置，確定所述固連坐標(biāo)
系的原點(diǎn)和三個(gè)方向軸；
將初始狀態(tài)下的彈簧固連坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移變換，使初始狀態(tài)下的彈
簧固連坐標(biāo)系與在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻的彈簧固連坐標(biāo)系重合；
記錄所述彈簧的移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，獲得所述彈簧在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)各個(gè)時(shí)
刻的彈簧擺轉(zhuǎn)情況。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，所述根據(jù)所述彈簧的上安裝點(diǎn)、下安裝點(diǎn)和方向點(diǎn)的位置，確定所述固
連坐標(biāo)系的原點(diǎn)和三個(gè)方向軸，具體為：
將彈簧在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻的所述上安裝點(diǎn)作為所述固連坐
標(biāo)系的原點(diǎn)；
將所述原點(diǎn)至所述下安裝點(diǎn)的方向作為所述固連坐標(biāo)系的Z軸的正方向；
將所述原點(diǎn)至所述下安裝點(diǎn)的向量叉乘所述原點(diǎn)至所述方向點(diǎn)的向量所獲
得的向量，作為所述固連坐標(biāo)系的Y軸正方向的向量；將所述Y軸正方向的向
量叉乘所述原點(diǎn)到所述方向點(diǎn)的向量后獲得的向量，作為所述固連坐標(biāo)系的X
軸正方向的向量；所述方向點(diǎn)在所述固連坐標(biāo)系的XZ平面上；
根據(jù)所述固連坐標(biāo)系的原點(diǎn)、Z軸的正方向、所述Y軸正方向的向量以及
所述X軸正方向的向量，確定汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻彈簧的固連坐標(biāo)
系。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，記錄所述彈簧的移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，獲得所述彈簧在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)各個(gè)
\t時(shí)刻的彈簧擺轉(zhuǎn)情況，包括：
逐一記錄所述固連坐標(biāo)系的原點(diǎn)、X方向單位向量、Y方向單位向量和Z
方向單位向量四個(gè)參量在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻彈簧的x、y、z三個(gè)值；
分別將所述固連坐標(biāo)系的原點(diǎn)、X方向單位向量、Y方向單位向量和Z方
向單位向量四個(gè)參量在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻彈簧的x、y、z三個(gè)值，
形成維度為12的彈簧擺轉(zhuǎn)矩陣；
在所述維度為12的彈簧擺轉(zhuǎn)矩陣中添加所述彈簧的伸縮率，形成在汽車底
盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻的維度為13的彈簧運(yùn)動(dòng)矩陣。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，所述對(duì)彈簧的零件信息進(jìn)行設(shè)置，將所述伸縮率和彈簧擺轉(zhuǎn)情況的形成
過(guò)程生成宏文件，包括：
對(duì)彈簧的零件信息進(jìn)行設(shè)置；所述零件信息包括零件的名稱、彈簧截面半
徑、所述伸縮率和所述彈簧運(yùn)動(dòng)矩陣的文件所在位置；
根據(jù)所述彈簧的零件信息，控制所述伸縮率和彈簧擺轉(zhuǎn)情況的形成過(guò)程為：
先進(jìn)行伸縮變形獲得所述伸縮率，再將變形后的彈簧擺轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)的位置；
將所述伸縮率和彈簧擺轉(zhuǎn)情況的形成過(guò)程生成宏文件。
7.如權(quán)利要求6所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，所述宏文件采用循環(huán)框架，則所述先進(jìn)行伸縮變形獲得所述伸縮率，再
將變形后的彈簧擺轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)的位置，包括：
在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中i時(shí)刻，建立伸縮坐標(biāo)系，對(duì)彈簧進(jìn)行伸縮變形；
并建立擺轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，對(duì)伸縮變形后的彈簧進(jìn)行擺轉(zhuǎn)；
對(duì)于共有n個(gè)時(shí)刻組成的汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)彈簧進(jìn)行n次伸縮變
形后，再建立n個(gè)擺轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，對(duì)n個(gè)伸縮變形后的彈簧進(jìn)行擺轉(zhuǎn)變換，n≥i。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
\t在于，將所述宏文件輸入至零件模型中并通過(guò)對(duì)所述宏文件的編譯運(yùn)行，獲得
所述彈簧在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，生成所述彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)，包括：
在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程i時(shí)刻，根據(jù)所述彈簧運(yùn)動(dòng)矩陣中的數(shù)據(jù)生成所述
彈簧的中線；
根據(jù)所述中線的生成過(guò)程獲取生成彈簧中線的宏文件；
對(duì)于共有n個(gè)時(shí)刻組成的汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將各個(gè)時(shí)刻的生成彈簧
中線的宏文件導(dǎo)入所述零件模型中進(jìn)行編譯運(yùn)行，獲得n個(gè)時(shí)刻的彈簧位移的
集合，形成所述彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)，其中i＞0，n≥i。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特征
在于，所述在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程i時(shí)刻生成所述彈簧的中線，具體為：
在汽車底盤懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程i時(shí)刻對(duì)所述彈簧進(jìn)行面提取，獲得彈簧輪廓面；
將所述彈簧輪廓面進(jìn)行分解，得到彈簧的兩條輪廓線；
在其中一條輪廓線上進(jìn)行等分操作，獲得多個(gè)等分點(diǎn)的集合；依次在各個(gè)
等分點(diǎn)上作所述等分點(diǎn)所在的輪廓線的法平面，獲得所述法平面與另一條輪廓
線的交點(diǎn)；
將所述等分點(diǎn)和與其相應(yīng)的交點(diǎn)的連線的中點(diǎn)作為彈簧中線上的點(diǎn)，各個(gè)
中點(diǎn)的連線構(gòu)成所述彈簧中線。
10.如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方
法，其特征在于，所述方法還包括：
對(duì)所述彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)中的多個(gè)彈簧運(yùn)動(dòng)軌跡疊加時(shí)的重疊部分進(jìn)行簡(jiǎn)
化，減小所得到的彈簧包絡(luò)的文件大小。
11.如權(quán)利要求10所述的汽車底盤懸架彈簧的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)的生成方法，其特
征在于，所述方法還包括：建立用戶界面，將所述宏文件的生成過(guò)程集成在所
述用戶界面中。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林尤濱，王瑞林，王彧，王黎明，吳保玉，王建宜，
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：廣東;44
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