[发明专利]一种焊缝疲劳计算方法

权利要求书

1.一种焊缝疲劳计算方法，应用于汽车悬架系统，其特征在于，包括以下步骤：

根据汽车悬架系统的参数和三维模型，基于机械系统动力学自动分析软件Adams建立悬架多体动力学模型；

采集路谱信号，利用所述悬架多体动力学模型进行虚拟迭代分析，得到路面的疲劳载荷；

根据所述汽车悬架系统的三维模型，基于有限元分析软件Hypermesh建立悬架及焊缝有限元模型；

根据所述悬架及焊缝有限元模型，采用惯性释放法进行单位载荷强度分析；

根据所述单位荷载强度分析的结果，以及所述路面的疲劳载荷，基于疲劳分析软件Ncode进行焊缝疲劳分析，得到汽车悬架的焊缝疲劳损伤值；

所述采集路谱信号，利用所述悬架多体动力学模型进行虚拟迭代分析的步骤包括：

采集路面的白噪声信号，将所述白噪声信号输入所述悬架多体动力学模型中得到白噪声响应，通过所述白噪声信号和白噪声响应拟合得到传递函数，再根据所述传递函数推导出反函数，得到逆传递函数；

向所述悬架多体动力学模型输入路面的目标信号，通过所述逆传递函数得到输入激励和输入响应；

反复随机修正所述输入激励，直至所述输入响应与所述目标信号之比为指定范围值，提取所述汽车悬架系统的各个外连点路面的时域虚拟路谱载荷，即所述路面的疲劳载荷。

2.根据权利要求1所述的焊缝疲劳计算方法，其特征在于，所述汽车悬架系统的参数包括硬点坐标、衬套刚度曲线、弹簧刚度、减震器速度阻尼力曲线、各个零部件质量、悬架轴荷和轮胎三向刚度。

3.根据权利要求2所述的焊缝疲劳计算方法，其特征在于，基于机械系统动力学自动分析软件Adams建立悬架多体动力学模型的步骤包括：

采用所述Adams软件创建汽车悬架系统的硬点坐标，创建所述汽车悬架系统的各零部件的几何信息；

根据所述各零部件的几何信息，创建所述各零部件之间的连接关系；

将所述汽车悬架系统的三维模型的中性文件导入Adams软件中，更新所述三维模型的对应属性文件以及汽车悬架系统的参数，得悬架多体力学模型。

4.根据权利要求1所述的焊缝疲劳计算方法，其特征在于，所述汽车悬架系统包括前悬架系统和后悬架系统，所述悬架多体动力学模型包含前悬架多体动力学模型组分及后悬架多体动力学模型组分，分别对应于所述前悬架系统和所述后悬架系统，所述后悬架系统包括稳定杆，所述后悬架多体动力学模型组分中对应所述稳定杆的模型组分的建立步骤包括：

采用所述Adams软件根据所述稳定杆的中线获得稳定杆硬点坐标；

采用所述Aadams软件的横梁模块输入所述稳定杆的稳定直径，获得稳定杆模型；

根据所述稳定杆模型搭建稳定杆连杆部件，获得所述稳定杆的模型组分。

5.根据权利要求1所述的焊缝疲劳计算方法，其特征在于，所述根据所述汽车悬架系统的三维模型，基于Hypermesh建立悬架及焊缝有限元模型的步骤包括：

将所述汽车悬架的三维模型导入至Hypermesh软件中，采用中面模块对其各个部件进行抽取中面和几何清理，基于尺寸为4mm的壳单元对各个部件进行网格划分处理；

对所述各个部件之间的螺栓依次采用刚性单元模拟、杆单元模拟和刚性单元模拟；

对所述各个部件之间的焊缝采用两排四边形壳单元模拟，其中一排单元与母材成90°共节点，另外一排单元与母材成45°共节点，焊缝单元的厚度为相连部件厚度之和除以√2，焊缝类型分为搭接焊和T型焊，以此建立焊缝有限元模型；

对所述悬架与车身安装点、后上控制臂安装点、前下控制臂安装点和后下控制臂安装点均采用刚性单元模拟，根据所述各个部件的实际材料建立材料属性并赋予其厚度值，以此建立悬架有限元模型。