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一种矿用工程车辆轻量化模型获取方法及装置

阅读：964发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种矿用工程车辆轻量化模型获取方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种工程车辆轻量化模型获取方法及装置，其中方法包括：采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；采用第二仿真软件中将第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；采用第三仿真软件将第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；在第三仿真软件中对第三车辆模型设置边界条件，并进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。本发明在降低计算难度的情况下能够得到高质量、高精度的轻量化矿用自卸车模型。，下面是一种矿用工程车辆轻量化模型获取方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种工程车辆轻量化模型获取方法，其特征在于，所述方法包括：
采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；
根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；
采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；
采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；
在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二仿真软件为Spaceclaim，所述第三仿真软件为workbench。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型，包括：
对所述第一车辆模型中承载能力影响较大的模型部件分配实体单元；
对所述第一车辆模型中承载能力影响较小的模型部件分配壳单元；
根据对所述第一车辆模型的模型部件分配的所述实体单元和所述壳单元，获得所述第一子模型和所述第二子模型。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为第三子模型，将所述第二子模型转换为第四子模型，获得第二车辆模型，包括：
将所述第一子模型的曲面三维模型进行厚度拉升，获得第三子模型；
基于厚度对所述第二子模型中的模型部件进行分组，获得部件组；其中，所述部件组中厚度相同的模型部件为一组；
对所述部件组中每组模型部件设置可变的厚度参数，获得第四子模型；
根据所述第三子模型和所述第四子模型，获得第二车辆模型。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型，包括：
对所述第三车辆模型进行应力与位移的仿真分析，获得仿真结果；
判断所述仿真结果是否符合所述边界条件；
若是，则在所述第二仿真软件中对所述第三子模型的厚度进行降低，获得第一厚度；
和/或在所述第二仿真软件中对所述第四子模型的厚度进行降低，获得第二厚度；
将所述第一厚度与所述第二厚度传递至所述第三仿真软件中进行模型构建，获得用于继续进行仿真分析的第四车辆模型；
其中，所述第四车辆模型对应的仿真结果符合所述边界条件，则继续对所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度进行降低；直至所述第四车辆模型满足所述边界条件且所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度最小，获得所述轻量化车辆模型。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述边界条件包括：最大应力条件和最大位移条件；所述最大应力条件表示所述轻量化车辆模型中的最大应力小于等于预设应力值，所述最大位移条件表示所述轻量化车辆模型中的最大形变位移小于等于预设位移。
7.一种工程车辆轻量化模型获取装置，其特征在于，所述装置包括：
模型构建模块，用于采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；
模型分拆模块，用于根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；
模型转换模块，用于采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；
网格划分模块，用于采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；
厚度调整模块，用于在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二仿真软件为Spaceclaim，所述第三仿真软件为workbench。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述模型分拆模块，还用于：
对所述第一车辆模型中承载能力影响较大的模型部件分配实体单元；
对所述第一车辆模型中承载能力影响较小的模型部件分配壳单元；
根据对所述第一车辆模型的模型部件分配的所述实体单元和所述壳单元，获得所述第一子模型和所述第二子模型。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

说明书全文

一种矿用工程车辆轻量化模型获取方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及工程车辆开发技术领域，尤其涉及一种矿用工程车辆轻量化模型获取方法及装置。

背景技术

[0002] 随着我国对节能环保要求的日益严格以及国家能源发展战略的需要，汽车轻量化越来越成为缓解能源压力和改善环境、降低雾霾的重要手段。特别是大型工程车辆能耗大，排放高，在保证工作要求的情况下对这些工程车辆进行轻量化设计能够有效的降低能耗和排放，起到环保和节约成本的作用。但是，目前对车辆进行轻量化模型设计时普遍存在两个问题：一是在模型所需零部件较多三维尺寸差距较大，各零部件三维建模后装配容易出现各种干涉及缝隙问题，精度无法达到要求。二是对模型进行网格划分后网格数量众多，计算资源消耗大，所需时间长。例如，对于矿用自卸车而言，其零部件较多，某些部件的三维尺寸差距非常大，同时工作环境还相当复杂，各个零部件不仅受力大而且作用力复杂。对于矿用自卸车而言其对各个零部件的精度、强度都具有很高的要求。

[0003] 因此，目前还难以在降低计算难度的情况下得到高质量、高精度的轻量化矿用自卸车模型。

发明内容

[0004] 鉴于上述问题，本发明提出了一种工程车辆轻量化模型获取方法及装置，在降低计算难度的情况下能够得到高质量、高精度的轻量化矿用自卸车模型，用于指导生产设计。

[0005] 第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

[0006] 一种工程车辆轻量化模型获取方法，所述方法包括：

[0007] 采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。

[0008] 优选的，所述第二仿真软件为Spaceclaim，所述第三仿真软件为workbench。

[0009] 优选的，所述根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型，包括：

[0010] 对所述第一车辆模型中承载能力影响较大的模型部件分配实体单元；对所述第一车辆模型中承载能力影响较小的模型部件分配壳单元；根据对所述第一车辆模型的模型部件分配的所述实体单元和所述壳单元，获得所述第一子模型和所述第二子模型。

[0011] 优选的，所述采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为第三子模型，将所述第二子模型转换为第四子模型，获得第二车辆模型，包括：

[0012] 将所述第一子模型的曲面三维模型进行厚度拉升，获得第三子模型；基于厚度对所述第二子模型中的模型部件进行分组，获得部件组；其中，所述部件组中厚度相同的模型部件为一组；对所述部件组中每组模型部件设置可变的厚度参数，获得第四子模型；根据所述第三子模型和所述第四子模型，获得第二车辆模型。

[0013] 优选的，所述在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型，包括：

[0014] 对所述第三车辆模型进行应力与位移的仿真分析，获得仿真结果；判断所述仿真结果是否符合所述边界条件；若是，则在所述第二仿真软件中对所述第三子模型的厚度进行降低，获得第一厚度；和/或在所述第二仿真软件中对所述第四子模型的厚度进行降低，获得第二厚度；将所述第一厚度与所述第二厚度传递至所述第三仿真软件中进行模型构建，获得用于继续进行仿真分析的第四车辆模型；其中，所述第四车辆模型对应的仿真结果符合所述边界条件，则继续对所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度进行降低；直至所述第四车辆模型满足所述边界条件且所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度最小，获得所述轻量化车辆模型。

[0015] 优选的，所述边界条件包括：最大应力条件和最大位移条件；所述最大应力条件表示所述轻量化车辆模型中的最大应力小于等于预设应力值，所述最大位移条件表示所述轻量化车辆模型中的最大形变位移小于等于预设位移。

[0016] 第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

[0017] 一种工程车辆轻量化模型获取装置，所述装置包括：

[0018] 模型构建模块，用于采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；模型分拆模块，用于根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；模型转换模块，用于采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；网格划分模块，用于采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；厚度调整模块，用于在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。

[0019] 优选的，所述第二仿真软件为Spaceclaim，所述第三仿真软件为workbench。

[0020] 优选的，所述模型分拆模块，还用于：

[0021] 对所述第一车辆模型中承载能力影响较大的模型部件分配实体单元；对所述第一车辆模型中承载能力影响较小的模型部件分配壳单元；根据对所述第一车辆模型的模型部件分配的所述实体单元和所述壳单元，获得所述第一子模型和所述第二子模型。

[0022] 第三方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

[0023] 一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。

[0024] 本发明提供的一种工程车辆轻量化模型获取方法，通过对构建的矿用自卸车的第一车辆模型进行分拆，并且分拆是基于承载结构特点进行，可有效的区分第一车辆模型中的不同的模型部件对整车的影响大小。然后，对分拆后得到的第一子模型和第二子模型进行模型转换，获得为实体模型的第三子模型和厚度参数可变的第四子模型。在模型转换之后就可分别对影响大小不同的模型部件进行区分化的有限元网格划分，也即对承载能力影响较大的结构部分进行更加精细的有限元网格划分，对承载能力影响较小的结构部分进行粗略的有限元网格划分，这样就可在仿真分析的时候保证重要部件的参数精确可靠。在相对不那么重要的部件中划分相对粗略的有限元网格，而不那么重要的部件通常为车厢板等，即使相对粗略的有限元网格也可保证较高的计算精度，同时节省计算时间。在本发明实施例中通过对第一车辆模型进行分拆，还能够避免不同模型部件的模型参数同时传递造成的模型参数缺失，进而提高了后续建模的准确性。最终，通过分别对第三子模型和第四子模型的模型厚度进行调整，可以避免有限元模型过程中在抽取中面后，容易出现拼接部位缺失的问题，同时还避免了模型部件的过分简化造成的精度不足的问题。也即本发明在降低计算难度的情况下能够得到高质量、高精度的轻量化矿用自卸车模型，用于指导生产设计。

[0025] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。附图说明

[0026] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

[0027] 图1示出了本发明第一实施例提供的一种工程车辆轻量化模型获取方法的流程图；

[0028] 图2示出了本发明第一实施例中第一子模型对应的底部连接件的实体单元示意图；

[0029] 图3示出了本发明第一实施例中第二子模型对应的车厢板的壳单元示意图；

[0030] 图4示出了本发明第一实施例种第三子模型对应的底部连接件的实体三维模型；

[0031] 图5示出了本发明第三实施例提供的一种用户终端的模块框图。

具体实施方式

[0032] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

[0033] 在本发明提供的方法可应用于工程车辆的轻量化模型的获取中，尤其是矿用自卸车，因为经过研究发现矿用自卸车是由多块较厚的钢板拼接而成，并且部分部件载荷大，强度、精度要求高。因此，目前在车辆模型的设计过程中均需要综合考虑这些因素。但目前的车辆模型设计方案本身存在诸多不足，已经不适用于大型工程车辆的轻量化设计。例如，车辆的CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程；是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法)模型全部采用实体单元，在通过有限元分析软件抽取中面后，容易出现拼接部位缺失，造成分析结果不精确，且难以完成模型参数化和矿用自卸车的轻量化设计。若CAE模型全部采用壳单元，则矿用自卸车与车架连接处过于简化，无法保证计算精度，且参数化亦难以实现。以下的一个或多个实施例以大型工程车辆中的矿用自卸车作为说明。

[0034] 第一实施例

[0035] 请参见图1，图1示出了本发明第一实施例提供的一种工程车辆轻量化模型获取方法，所述方法包括：

[0036] 步骤S10：采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；

[0037] 步骤S20：根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；

[0038] 步骤S30：采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；

[0039] 步骤S40：采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；

[0040] 步骤S50：在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。

[0041] 在步骤S10中，第一仿真软件可为Pro/Engineer、Solidworks、UG(Unigraphics NX)等，不作限制。另外，为了容易实现本发明的步骤S30-S50，第二仿真软件可以采用Spaceclaim，可配合的，第三仿真软件为workbench。

[0042] 在第一仿真软件中可直接根据需要开发的工程车辆结构，建立车辆模型。构建时，可采用曲面的方式生成以曲面为基础的三维CAE模型。为了节省计算资源，在构建车辆模型时先构建一车辆的初始模型，然后对该初始模型的部分模型部件进行省略简化，被简化的模型部件应当满足：对结构承载力几乎无影响的零部件，例如：小尺寸的加强筋、焊接零部件及小孔等。

[0043] 步骤S20：根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分。

[0044] 在步骤S20中，模型部件的承载结构特点具体可分为两大类，第一类为对承载能力影响较大的结构部分，如底部连接件；第二类为对承载能力影响较小的结构部分，如车厢板等零部件。其中，模型部件的承载能力大小也可通过数值量化进行标准化区分，例如在整个第一车辆模型中每个模型部件所承受的应力大小和/或形变大小等。量化的数值大小的标准可根据生产经验进行调整设定，在此不过多赘述。

[0045] 进一步的，步骤S20包括：

[0046] 步骤S21：对所述第一车辆模型中承载能力影响较大的模型部件分配实体单元；

[0047] 步骤S22：对所述第一车辆模型中承载能力影响较小的模型部件分配壳单元；

[0048] 步骤S23：根据对所述第一车辆模型的模型部件分配的所述实体单元和所述壳单元，获得所述第一子模型和所述第二子模型。

[0049] 在步骤S21-S23中，实体单元的网格尺寸极为细小、网格数量众多、精度高、计算速度慢，壳单元的网格尺寸相对较大、网格数量少、计算速度快，为底部连接件分配实体单元以及为车厢板等零部件分配壳单元既能够实现后续网格划分的准确性，又能够减少计算的复杂度。其中，第一子模型对应实体单元，如图2所示的底部连接件100；第二子模型对应壳单元，如图3所示的车厢板200。

[0050] 由于壳单元对应于承载能力影响较小的模型部件，而在矿用自卸车中这些部件通常是车厢板等零部件，因此即使分配为壳单元也可以保证其仿真模拟的准确性，同时还节省了计算资源和时间。

[0051] 步骤S30：采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成。

[0052] 在步骤S30中，可将第一仿真软件生成的第一车辆模型导入到Spaceclaim软件中。进一步的，步骤S30包括如下具体的实施方式：

[0053] 步骤S31：将所述第一子模型的曲面三维模型进行厚度拉升，获得第三子模型。其中，将第一子模型的曲面三维模型进行拉伸厚度后，生成实体三维模型，即第三子模型。如图4所示为表征底部连接件的实体三维模型100a。

[0054] 步骤S32：基于厚度对所述第二子模型中的模型部件进行分组，获得部件组；其中，所述部件组中厚度相同的模型部件为一组。通过分组可以便于对各个模型部件的厚度参数进行更高效率的调整，即调整每一组的厚度参数即可对应调整到该组中每个模型部件的厚度参数。

[0055] 步骤S33：对所述部件组中每组模型部件设置可变的厚度参数，获得第四子模型。具体的，利用Spaceclaim中的分组功能，将相同厚度的模型部件(如车厢板)分组，并通过赋予厚度值的方式，为其赋予可变的厚度参数。

[0056] 步骤S34：根据所述第三子模型和所述第四子模型，获得第二车辆模型。即第三子模型和第四子模型构成了第二车辆模型。

[0057] 步骤S40：采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准。

[0058] 在步骤S40中具体实施的时候，可通过Spaceclaim与Workbench的接口，将Spaceclaim中获得的第二车辆模型，导入到Workbench中。具体的，包括将第三子模型与第四子模型的参数从Spaceclaim传递至Workbench，如此，能够避免不同单元的模型参数同时传递造成的模型参数缺失，进而提高了后续建模的准确性。然后，分别对第三子模型和第四子模型进行不同标准的有限元网格划分，形成联合网格划分。由于在步骤S20中根据承载能力影响大小进行了实体单元和壳单元的分配。在进行联合网格划分的时，降低了有限元网格划分的难度，并实现了对实体单元部分进行更加精确的网格划分，确保了模型的计算精度，同时大大缩短了模型计算时间和网格划分难度。

[0059] 其中，第一标准和第二标准的精细化程度可以根据实际模型要求进行设定，不作限制。

[0060] 步骤S50：在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。

[0061] 在步骤S50中，在第三仿真软件中设置第三车辆模型的边界条件，通过边界条件在模型轻量化的同时对模型的质量进行约束，该边界条件至少包括：最大应力条件和最大位移条件；最大应力条件表示所述轻量化车辆模型中的最大应力小于等于预设应力值，最大位移条件表示所述轻量化车辆模型中的最大形变位移小于等于预设位移。其中，预设应力值和预设位移可根据历史的车辆设计数据进行确定。

[0062] 对于步骤S50中，在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型的具体实施方式，可包括如下步骤：

[0063] 步骤S51：对所述第三车辆模型进行应力与位移的仿真分析，获得仿真结果；

[0064] 步骤S52：判断所述仿真结果是否符合所述边界条件；

[0065] 若是，则在所述第二仿真软件中对所述第三子模型的厚度进行降低，获得第一厚度；和/或在所述第二仿真软件中对所述第四子模型的厚度进行降低，获得第二厚度；

[0066] 步骤S53：将所述第一厚度与所述第二厚度传递至所述第三仿真软件中进行模型构建，获得用于继续进行仿真分析的第四车辆模型；其中，所述第四车辆模型对应的仿真结果符合所述边界条件，则继续对所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度进行降低；直至所述第四车辆模型满足所述边界条件且所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度最小，获得所述轻量化车辆模型。

[0067] 需要说明的是，步骤S52中对第三子模型、第四子模型的厚度调整可以是调整其一，也可以是同时调整；当其中的某一子模型提前达到满足边界条件时的厚度极小值后，就可仅仅调整第三子模型、第四子模型中还未达到厚度极小值得模型厚度。

[0068] 通过步骤S51-S53在满足边界条件的情况下进行第四车辆模型的厚度寻优，最终就可获得满足边界条件时的最小厚度的第四车辆模型，即最终可用于指导生产的轻量化车辆模型。

[0069] 为了使本发明的构思与方案逻辑更加清楚，本实施例通过一具体实例进行说明：

[0070] 在该示例中，设定最大应力条件的应力值为220MPa，设定最大位移条件的位移为15mm。

[0071] 在Spaceclaim中对实体单元的第三子模型进行的参数化设置的第一厚度归纳为para1，对壳单元的第四子模型进行的参数化设置的第二厚度归纳为para2。

[0072] 进一步，在Workbench中通过para1和para2建立的第三车辆模型在工况Ci下进行仿真的仿真结果为最大应力值200MPa，最大位移10mm，最大应力值200MPa和最大位移10mm没有超过设定的最大应力条件220MPa和设定的最大位移条件15mm。此时，可以对Spaceclaim中的para1和para2进行调整，例如，将para1削减为para1a，将para2削减为para2a，由于Spaceclaim和Workbench的参数可以传递，因此，在对Spaceclaim中的para1和para2进行削减后，得到第四车辆模型。para1a和para2a会传递到Workbench中，构建成第四车辆模型。

[0073] 进一步地，在Workbench中通过para1a和para2a建立的第四车辆模型在工况Ci下进行仿真的分析结果为最大应力值210MPa，最大位移13mm，仍然没有超过设定的最大应力条件220MPa和设定的最大位移条件15mm，因此，可以继续对para1a和para2a进行削减，进而实现矿用自卸车的轻量化寻优计算。在本实施例中，可以通过workbench的Optimization模块进行寻优计算。

[0074] 另外，若在Workbench中通过para1a和para2a建立的第四车辆模型在工况Ci下进行仿真的分析结果为最大应力值230MPa，最大位移16mm，表明para1a和para2a的厚度值过小，此时可将最后一次符合边界条件的仿真结果对应的模型作为最终的轻量化车辆模型。另外，当para1a和para2a的厚度值过小时，也可对para1a和para2a进行小步长的厚度值增大，并通过上述方法继续进行仿真模拟，当得到的模型厚度值满足边界条件时，即可作为最终的轻量化车辆模型。

[0075] 综上所述，本发明提供的一种工程车辆轻量化模型获取方法，通过对构建的矿用自卸车的第一车辆模型进行分拆，并且分拆是基于承载结构特点进行，可有效的区分第一车辆模型中的不同的模型部件对整车的影响大小。然后，对分拆后得到的第一子模型和第二子模型进行模型转换，获得为实体模型的第三子模型和厚度参数可变的第四子模型。在模型转换之后就可分别对影响大小不同的模型部件进行区分化的有限元网格划分，也即对承载能力影响较大的结构部分进行更加精细的有限元网格划分，对承载能力影响较小的结构部分进行粗略的有限元网格划分，这样就可在仿真分析的时候保证重要部件的参数精确可靠。在相对不那么重要的部件中划分相对粗略的有限元网格，而不那么重要的部件通常为车厢板等，即使相对粗略的有限元网格也可保证较高的计算精度，同时节省计算时间。在本发明实施例中通过对第一车辆模型进行分拆，还能够避免不同模型部件的模型参数同时传递造成的模型参数缺失，进而提高了后续建模的准确性。最终，通过分别对第三子模型和第四子模型的模型厚度进行调整，可以避免有限元模型过程中在抽取中面后，容易出现拼接部位缺失的问题，同时还避免了模型部件的过分简化造成的精度不足的问题。也即本发明在降低计算难度的情况下能够得到高质量、高精度的轻量化矿用自卸车模型，用于指导生产设计。

[0076] 第二实施例

[0077] 请参阅图5，基于同一发明构思，本实施例提供一种工程车辆轻量化模型获取装置300，所述装置300包括：

[0078] 模型构建模块301，用于采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；模型分拆模块302，用于根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；模型转换模块303，用于采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；网格划分模块304，用于采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；厚度调整模块305，用于在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。

[0079] 作为一种可选的实施方式，所述第二仿真软件为Spaceclaim，所述第三仿真软件为workbench。

[0080] 作为一种可选的实施方式，所述模型分拆模块302，还用于：

[0081] 对所述第一车辆模型中承载能力影响较大的模型部件分配实体单元；对所述第一车辆模型中承载能力影响较小的模型部件分配壳单元；根据对所述第一车辆模型的模型部件分配的所述实体单元和所述壳单元，获得所述第一子模型和所述第二子模型。

[0082] 作为一种可选的实施方式，所述模型转换模块303，还用于：

[0083] 将所述第一子模型的曲面三维模型进行厚度拉升，获得第三子模型；基于厚度对所述第二子模型中的模型部件进行分组，获得部件组；其中，所述部件组中厚度相同的模型部件为一组；对所述部件组中每组模型部件设置可变的厚度参数，获得第四子模型；根据所述第三子模型和所述第四子模型，获得第二车辆模型。

[0084] 作为一种可选的实施方式，所述厚度调整模块305，用于：

[0085] 在所述第二仿真软件中对所述第三子模型的厚度进行降低，获得第一厚度；在所述第二仿真软件中对所述第四子模型的厚度进行降低，获得第二厚度；将所述第一厚度与所述第二厚度传递至所述第三仿真软件中进行模型构建，获得用于继续进行仿真分析的第四车辆模型；判断所述第四车辆模型是否符合所述边界条件；其中，所述第四车辆模型对应的仿真结果符合所述边界条件，则继续对所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度进行降低；直至所述第四车辆模型满足所述边界条件且所述第三子模型的厚度与所述第四子模型的厚度最小，获得所述轻量化车辆模型。

[0086] 作为一种可选的实施方式，所述边界条件包括：最大应力条件和最大位移条件；所述最大应力条件表示所述轻量化车辆模型中的最大应力小于等于预设应力值，所述最大位移条件表示所述轻量化车辆模型中的最大形变位移小于等于预设位移。

[0087] 需要说明的是，本发明实施例所提供的装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

[0088] 第三实施例

[0089] 另外，基于同一发明构思，本发明第三实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如下步骤：

[0090] 采用第一仿真软件中构建矿用自卸车的第一车辆模型；根据第一车辆模型中每个模型部件的承载结构特点，将所述第一车辆模型分拆为第一子模型和第二子模型；其中，所述第一子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较大的结构部分，所述第二子模型为所述第一车辆模型中对承载能力影响较小的结构部分；采用第二仿真软件中将所述第一子模型转换为实体模型的第三子模型，将所述第二子模型转换为厚度参数可变的第四子模型，获得第二车辆模型；其中，所述第二车辆模型由所述第三子模型和所述第四子模型构成；采用第三仿真软件将所述第三子模型进行第一标准的有限元网格划分，将所述第四子模型进行第二标准的有限元网格划分，获得第三车辆模型；其中，所述第一标准与所述第二标准表示有限元网格的大小，所述第一标准小于所述第二标准；在所述第三仿真软件中对所述第三车辆模型设置边界条件，并在所述边界条件下进行厚度削减模拟，获得轻量化车辆模型。

[0091] 需要说明的是，本实施例所提供的计算机可读存储介质中，上述每个步骤的具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处可参考前述方法实施例中相应内容。

[0092] 本发明提供的装置集成的功能模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

[0093] 在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

[0094] 在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

[0095] 类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

[0096] 本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

[0097] 此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

[0098] 本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的装置300中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

[0099] 应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

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