一種焊接的模擬方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車制造技術領域，具體涉及一種焊接的模擬方法和裝置。
【背景技術】
[0002]全承載客車是目前安全性較高的客車之一，采用全承載結構，使客車的行車更加具有敏捷性、平穩性、舒適性和安全性，再加上其低地板設計、人性化配置、低排放、環保化、乘客空間大等優勢，造就了全承載客車獨一無二的產品優勢。在全承載客車的整車制造領域中已經廣泛使用計算機輔助設計(CAE，Computer Aided Engineering)技術，尤其是已經廣泛應用到客車研發的各個流程中，例如在客車制造的骨架強度測試中，全承載客車采用的是全承載式車身骨架，這種骨架是由一系列的矩形鋼或方鋼焊接而成，客車骨架的結構強度分析也常使用CAE來完成。
[0003]在客車有限元分析建模中，焊接的模擬是將兩個構件連接端的節點一對一的用剛性單元連接起來，而傳統的全承載式車身骨架焊縫非常多，例如，一個長度為12m的整車骨架需要建立的剛性單元大約有3萬至5萬個，每個剛性單元的建立，CAE工程師都需要操作鼠標兩次，通過人工觀察找到需要連接的節點，逐個由手工點擊操作進行連接，如果是一個人進行連接，只建立剛性單元就需要花去兩天的時間，極大影響有限元建模的速度，而且人工的操作容易發生遺漏的情況，后期仍需要對所有焊縫處一一進行排查，以免發生漏連接的情況，造成仿真結果的不準確，這極大增加了 CAE工程師的工作量。
[0004]因此，目前的焊接的模擬方法存在效率低、人工勞動強度大的問題。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種焊接的模擬方法和裝置，用于提高焊接模擬的工作效率，減少人工的頻繁操作，避免因人工操作的疏忽導致的誤差。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用這樣的如下技術方案:
一方面，本發明提供一種焊接的模擬方法，包括:
根據全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件各自連接端的節點的位置信息確定所述兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息；
若所述間距信息小于預置的容差閾值，確定所述兩個構件各自連接端的節點之間存在焊縫；
在所述焊縫上建立剛性單元，并在所述剛性單元建立完成后對所述全承載式車身骨架進行有限元分析建模。
[0007]另一方面，本發明提供一種焊接的模擬裝置，包括:
節點選擇模塊，用于根據全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件各自連接端的節點的位置信息確定所述兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息；
焊縫確定模塊，用于若所述間距信息小于預置的容差閾值，確定所述兩個構件各自連接端的節點之間存在焊縫； 剛性單元建立模塊，用于在所述焊縫上建立剛性單元，并在所述剛性單元建立完成后對所述全承載式車身骨架進行有限元分析建模。
[0008]采用上述技術方案后，本發明提供的技術方案將由如下優點:
在本發明中，首先根據全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件各自連接端的節點的位置信息確定兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息，若間距信息小于預置的容差閾值，確定兩個構件各自連接端的節點之間存在焊縫，最后在焊縫上建立剛性單元，并在剛性單元建立完成后對全承載式車身骨架進行有限元分析建模。本發明中是通過全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息與容差閾值的大小關系來進行焊縫的自動查找與選擇，若間距信息小于預置的容差閾值，則就可以確定兩個構件各自連接端的節點之間存在焊縫，而無需通過人工觀察來查找需要連接的節點，按照本發明提供的前述算法可以自動需要焊接的所有構件之間的焊縫查找，代替了人工操作的繁瑣性，提高焊接模擬的工作效率，同時也減少了人工的頻繁操作，避免因人工操作導致的誤差問題。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明實施例提供一種焊接的模擬方法的流程方框示意圖；
圖2為本發明實施例提供的焊接的模擬方法的一種實現場景示意圖；
圖3為本發明實施例提供的在Hypermesh的操作界面中增加自定義按鍵的實現方式示意圖；
圖4為本發明實施例提供的選擇構件的實現方式示意圖；
圖5-a為本發明實施例提供的建立剛性單元的實現方式示意圖；
圖5_b為圖5_a的局部放大不意圖；
圖6-a為本發明實施例提供的焊接的模擬裝置的組成結構示意圖；
圖6-b為本發明實施例提供的節點選擇模的一種組成結構示意圖；
圖6-c為本發明實施例提供的節點選擇模塊的另一種組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]本發明實施例提供了一種焊接的模擬方法和裝置，用于提高焊接模擬的工作效率，減少人工的頻繁操作，避免因人工操作的疏忽導致的誤差。
[0011]為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域的技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0012]本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，以便包含一系列單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它單元。
[0013]以下分別進行詳細說明。
[0014]本發明焊接的模擬方法的一個實施例，可應用于實現對全承載式車身骨架中需要焊接的節點的自動檢測，請參閱圖1所示，本發明提供的焊接的模擬方法，可以包括如下步驟:
101、根據全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件各自連接端的節點的位置信息確定兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息。
[0015]在本發明實施例中，為了對全承載式車身骨架進行有限元分析建模，需要對全承載式車身骨架中需要焊接的節點之間建立剛性單元，本發明中全承載式車身骨架的網格已經由CAE工程師劃分完成，并且也已經完成對全承載式車身骨架中構件的單元質量調整完成，其中，全承載式車身骨架中的構件具體可以指的是矩形鋼或者方鋼，一系列的構件在焊接完成后得到全承載式車身骨架。本發明中首先獲取到全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件，每個構件都包括有設置在構件上的連接端，兩個構件各自連接端的節點在選擇出之后，獲取到兩個構件各自連接端的節點的位置信息，其中節點的位置信息可以各種操作平臺下建立的垂直坐標系中的坐標位置，也可以為各個節點之間的位置相對值。通過計算兩個構件各自連接端的節點的位置信息之間的差值，可以得到兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息，另外，還可以通過在預先建立的模型中直接獲取到兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息。
[0016]在本發明中，從全承載式車身骨架中需要選擇出結構上相鄰的兩個構件各自連接端的節點，則這些節點可能就是需要焊接的節點，本發明中確定是否是需要焊接的節點是通過確定節點之間的間距信息來得到，位置信息的獲取以及間距信息的確定可以是由預先編寫的程序代碼來執行，并且對于多個節點的位置信息和多個節點之間的間距信息的計算可以通過編寫的循環代碼的重復執行來完成，因此即使在面對數據大的位置信息查找和間距信息計算時本發明仍可以實現快速完成。
[0017]在本發明的一些實施例中，步驟101根據全承載式車身骨架中結構上相鄰的兩個構件各自連接的節點的位置信息確定兩個構件各自連接的節點之間的間距信息，具體可以包括如下步驟:
Al、通過宏命令在Hypermesh的用戶自定義界面里生成自動化焊接按鍵，在自動化焊接按鍵被用戶操作觸發后，通過用戶對自動化焊接按鍵的操作確定全承載式車身骨架中需要被焊接的結構上相鄰的兩個構件；
A2、根據自動化焊接按鍵確定的兩個構件，從Hypermesh的平臺數據庫中獲取到兩個構件各自連接端的節點的位置信息；
A3、計算兩個構件各自連接端的節點的位置信息之間的差值，得到兩個構件各自連接端的節點之間的間距信息。
[0018]其中，在步驟Al至A3實現的間距信息計算方式中，可以是基于CAE平臺來完成，例如可以是基于hyperworks平臺來實現，當然可以不拘于hyperworks平臺，而是可以采用其他的仿真分析平臺來實現，只要能夠滿足有限元法(FEM，Finite Element Method)對剛性聯結的焊接實現即可。具體的，在hyperworks平臺中有用戶自定義的操作界面，在hyperworks平臺的操作界面的功能(英文為Utility)選項卡中增加一個自動化焊接按鍵，由用戶來觸發自動化焊接按鍵的執行，用戶可以在操作界面中點擊自動化焊接按鍵，用戶可以用鼠標點擊需要被焊接的兩個構件，然后點擊確定按鍵就可以完成自動化焊接功能。若需要焊接的構件越多，用戶需要點擊鼠標選擇全部框選，就可以選擇全承載式車身骨架中需要焊接的多個構件，實現用戶的一鍵操作。由用戶操作自動化焊接按鍵之后本發明中可以確定出在全承載式車身骨架中需要被焊接的結構上相鄰的兩個構件，然后執行步驟A2，在Hypermesh的平臺數據庫里，存儲了在建立全承載式車身骨架時預先保存的各種信息參量，根據選定的兩個構件，搜索Hypermesh的平臺數據庫，