[发明专利]一种基于CATIA软件模拟多种形式悬架系统运动的建模方法

说明书

本申请公开了一种基于CATIA软件模拟多种形式悬架系统运动的建模方法，包括预先定义每个所述零部件关联的至少一个装配结构，每个装配结构对应一唯一的运动副。根据悬架系统的形式在CATIA软件中选择多个零部件，并建立对应的运动机构模型，将每个零部件关联的运动副分别添加到运动机构模型中得到悬架系统的DMU模型。本申请能够将悬架系统根据零部件结构拆分后，分别定义每个零部件关联的约束形式，这些零部件的约束形式不受悬架系统形式的限制，具有通用性，在构建不同悬架系统的DMU模型时，提高模型构建准确度和效率，解决复杂结构形式的悬架模型约束无法迅速明确的问题，解决现有模型搭建方法通用化低的问题，提高工作效率。

技术领域

本申请涉及汽车悬架技术领域，具体涉及一种基于CATIA软件模拟多种形式悬架系统运动的建模方法。

背景技术

CATIA是一种产品开发软件，作为PLM(Product Lifecycle Management，产品生命周期管理)协同解决方案的一个重要组成部分，它可以通过建模帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。CATIA目前已经是全球汽车设计领域使用最广泛的计算机辅助设计工具，为各种车辆的设计和制造提供了端对端(end to end)的解决方案。依靠CATIA软件，可对汽车产品进行建模仿真，以模拟产品在各个阶段的实际情况，准确，省时，省力。

汽车悬架是车辆重要部件之一，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，既是保证乘坐舒适性的重要部件又是保证汽车行驶安全的重要部件。汽车悬架能够在汽车行驶的时候，缓冲路面不平传递给车架或车身的冲击力，衰减汽车的振动，保证汽车的行驶舒适性。

在汽车设计前期，经常会使用CATIA搭建悬架系统DMU(Digital Mock-Up，电子样机)运动模型。DMU又叫数字化电子样车，指一个正确的、完整的整车三维数模，是由3D软件设计出的零部件按照其内在逻辑而组成的结构性的虚拟样车模型，而且这个虚拟样车可以进行不同的模拟和评价。DMU的作用包括如下几点：

1)对整车设计进行检查和监控，指出相关的问题，以便保证设计质量和项目进度。

2)提供各种种类、各种档次的可视化功能，用不同方式对电子样车进行全方位的审视、评估和模拟真实的视觉效果。尽可能在数字化环境中看到产品在真实世界中相同的效果，实现低成本、高效率的产品可视化模拟。

3)对车型或部件间进行功能性分析，包括：机构运动、干涉、拆装、空间和管理分析等。尽可能在数字化环境中进行与真实世界中相同的分析，使设计师在设计早期就发现问题，在设计的各个阶段，及时、大量地进行各种分析，提高产品设计质量。

4)应用关联设计，按照自上向下的设计方式，实现装配之间、零部件之间、一个模型文件中的多个几何实体之间、曲面模型和实体模型之间、特征之间等多种层次的端到端的各类关联。基于骨架的DMU设计分析方式，实现数字样机的快速更改，降低成本，快速地进行多方案的设计与评估，通过建立关联性的设计模板进行管理和重用，提高设计效率。

5)检查配置及零部件的完整性。

基于DMU运动模型可进行DMU运动分析，机构运动分析是在虚拟的环境中模拟产品实际的运行状况，在动态过程检验机构设计是否符合概念设计阶段对机构所做的定义。同时，在动态过程中对产品的位置信息、运动特性信息进行检查和分析。在DMU环境下进行机构运动分析时，首先根据机构的实际运动状态，运用相应的机构运动副来创建两个零部件之间的相对运动关系，然后创建机构运动的参照物和驱动机构进行运动的驱动源。在定义完机构运动所必需的条件之后，就可以对机构进行仿真和分析，建立机构运动的流程，给出分析报告。

通过DMU运动模型对汽车产品进行模拟，覆盖从产品设计到售后维护全生命周期。例如，通过DMU运动模型可对汽车悬架运动部件、管路线束、装配维修等进行仿真模拟，提前判断出相关零部件是否会在特定场景下出现线路干涉问题，指导相关零部件进行设计规避。