一种确定车门密封条二维截面中钣金运动轨迹的方法

技术领域

本发明属于乘用车技术领域，具体的说是一种确定车门密封条二维截面中钣金运动轨迹的方法。

背景技术

近年来，乘用车开发周期逐渐压缩，对开发各环节提出严峻挑战，需要各专业提前介入，利用仿真分析，在项目早期对性能进行评估显得尤为重要。在车门密封条断面开发早期对密封条的密封性能进行合理化设计，对于缩短开发周期、提升开发效率有极大的帮助。

密封条的密封力是影响车门关闭品质及乘员舱NVH性能的重要因素。密封力过小，会导致密封条无法与钣金紧密接触，致使外部噪声及固体灰尘进入车身，降低乘坐舒适性。密封力过大，会导致车门关闭困难，并加速密封条的磨损，降低密封条寿命。密封条二维截面的压缩变形力(CLD曲线)是表征密封条密封力的重要指标。计算密封条在不同压缩量、不同压缩形式下的CLD曲线，将为密封条、车门、车身断面开发提供重要依据。

进行密封条CLD曲线仿真分析时，需要根据密封条与车身之间真实的运动关系来确定仿真分析时的边界条件。在车门不同位置，密封条与车身的相互关系存在较大的差异，探索一种简洁、高效、科学的确定密封条与钣金交互形式的方法，可以提升仿真分析的效率和精度。

目前，密封条二维截面CLD分析及利用CLD曲线进行其他仿真分析的技术日渐成熟，但是分析中边界条件的确定方法均未提及。

发明内容

本发明提供了一种确定车门密封条二维截面中钣金运动轨迹的方法，该方法能用简洁高效的方法来确定二维CLD分析中密封条与钣金截面的运动交互轨迹，来提高分析的效率及精度，缩短研发周期，填补了市场空白。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种确定车门密封条二维截面中钣金运动轨迹的方法，包括以下步骤：

步骤一、利用三维几何数据创建三维模型；

步骤二、创建关注位置的密封条横截平面并生成密封条轮廓线；

步骤三、利用密封条横截面切割钣金数据，获取截面内的钣金轮廓；

步骤四、利用铰链数据确定车门旋转轴；

步骤五、生成两状态钣金轮廓线在截面内的投影；

步骤六、选取钣金投影特征点，确定钣金运动轨迹；

步骤七、将截面等效偏转至标准二维平面。

所述步骤一的具体方法如下：

利用密封条3、车身钣金4、下铰链1、上铰链2的三维几何数据，在Hypermesh软件中创建三维模型；其中，所述密封条3、车身钣金4、下铰链1、上铰链2的三维几何数据均处于车门关闭时状态。

所述步骤二的具体方法如下：

在关注位置密封条3的外轮廓线上选定一点，记作O点，通过O点，在密封条3外表面上作两侧轮廓线的垂线，垂线与另外两条轮廓线产生两个交点,记作A、B点；利用A、B点继续向其他轮廓线作垂线，直至形成一个闭合曲线；利用A、B、O三点生成以O点为中心的正方形的横截面S12，使其边长L＝100mm；将闭合曲线投影至平面即为此截面中密封条的轮廓线。

所述步骤三的具体方法如下：

利用横截面S12切割钣金数据，横截面S12与钣金曲面的交线即为钣金的轮廓线，选取一段长度能覆盖密封条顶部安装面的钣金轮廓线投影至横截面S12，记为α状态钣金轮廓线6。

所述步骤四的具体方法如下：

利用铰链数据中上铰链2和下铰链1的上、下铰链孔中心确定出车门的旋转轴5。

所述步骤五的具体方法如下：

沿旋转轴5转动α状态钣金轮廓线6，使该钣金轮廓在截面的投影与密封条3的外轮廓相切，该投影为β状态钣金轮廓线7。

所述步骤六的具体方法如下：

连接两个状态的钣金轮廓线相同的特征点，通常为同一侧的端点，生成一个线段，该线段即为钣金外轮廓在横截面S12内的运动轨迹。

所述步骤七的具体方法如下：

以O点为中心，生成垂直于Z轴边长为100mm正方形，即为标准二维截面P13，利用全等原理，做横截面S12的等效偏转，获得标准二维平面内钣金运行轨迹。

本发明的有益效果为：

1)本发明用简洁高效的方法来确定二维CLD分析中密封条与钣金截面的运动交互轨迹，为密封条及车身断面开发提供支撑，提升了仿真分析的效率和精度；

2)本发明缩短了研发周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

图2为包含上、下铰链、密封条、车身钣金的三维几何模示意图；

图3为带有A、B、O三点的密封条外轮廓示意图；

图4为铰链及旋转轴示意图；

图5为包含α、β状态钣金轮廓线及钣金运动轨迹的横截面S的俯视图；

图6为弦长与弧长近似示意图；

图7为截面S与标准二维截面P的位置关系示意图。

图中：1、下铰链；2、上铰链；3、密封条；4、车身钣金；5、旋转轴；6、α状态钣金轮廓线；7、β状态钣金轮廓线；8、钣金运动轨迹；9、切点；10、第一特征点；11、第二特征点；12、横截面S；13、标准二维截面P。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，一种确定车门密封条二维截面中钣金运动轨迹的方法，包括以下步骤：

步骤一、利用三维几何数据创建三维模型；

参阅图2，利用密封条3、车身钣金4、下铰链1、上铰链2的三维几何数据，在Hypermesh软件中创建三维模型；其中，所述密封条3、车身钣金4、下铰链1、上铰链2的三维几何数据均处于车门关闭时状态。

所用三维几何数据，应为三维实体或包含厚度信息二维曲面。

步骤二、创建关注位置的密封条横截平面并生成密封条轮廓线；

参阅图3，在关注位置密封条3的外轮廓线上选定一点，记作O点，通过O点，在密封条3外表面上作两侧轮廓线的垂线，垂线与另外两条轮廓线产生两个交点,记作A、B点；利用A、B点继续向其他轮廓线作垂线，直至形成一个闭合曲线；利用A、B、O三点生成以O点为中心的正方形的横截面S12；将闭合曲线投影至平面即为此截面中密封条3的轮廓线。

其中，生成的正方形的横截面S12以O点为中心，并设定边长L为100mm。

步骤三、利用密封条横截面切割钣金数据，获取截面内的钣金轮廓；

参阅图5，利用横截面S12切割钣金数据，横截面与钣金曲面的交线即为钣金的轮廓线，选取一段长度能覆盖密封条顶部安装面的钣金轮廓线投影至横截面S，记为α状态钣金轮廓线6。

其中，利用密封条横截面切割钣金数据时，采用surface edit面板中的trim withsurface方法。

步骤四、利用铰链数据确定车门旋转轴5；

参阅图4，利用上铰链2、下铰链1铰链数据中上、下铰链孔中心确定出车门的旋转轴5。

其中，选择铰链孔中心时，选择distance面板中，利用圆周上三点确定圆心的方法。

步骤五、生成两状态钣金轮廓线在截面内的投影；

沿旋转轴5转动α状态钣金轮廓线6，使该钣金轮廓在截面的投影与密封条外轮廓相切，相切于切点9，该投影为β状态钣金轮廓线7。

其中，旋转钣金轮廓线时，选择让钣金轮廓向车内运动的旋转方向。

步骤六、选取钣金投影特征点，确定钣金运动轨迹8；

参阅图5，连接两个状态的钣金轮廓线相同的特征点即第一特征点10和第二特征点11，通常为同一侧的端点，生成一个线段，该线段即为钣金外轮廓在截面S内的运动轨迹。

代表钣金运动轨迹的向量包含钣金轮廓的两个状态，起始状态为β状态，即钣金与密封条外轮廓相切时，终止状态为α状态，即钣金的设计位置。

参阅图6，所确定的向量是运动轨迹的一种等效，即利用弦代替圆弧。其原理是当该圆弧所对圆心角θ很小时，sinθ≈θ。令弦长为D,圆弧长为H,圆的半径为R。可知弦长D＝2R*sin(θ/2)，弧长H＝R*θ，因为D＝2R*sin(θ/2)≈2R*θ/2＝R*θ＝H,所以D≈H。

步骤七、将截面等效偏转至标准二维平面；

参阅图7，以O点为中心，生成垂直于Z轴边长为100mm正方形，即为标准二维截面P13，利用全等原理，做横截面S12的等效偏转，获得标准二维平面内钣金运行轨迹。

生成的标准二维平面P内的所有点的Z向坐标均相同。

做平面等效偏转时，利用position功能，选取两正方形顶点时，统一采用顺时针方向，连续选取正方形的三个顶点。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。