4.5.3 柔性管線運動分析

汽車通過管路和線束實現各系統的物質和信息傳遞，有些管路和線束完成整車裝配后會保持靜止狀態，不會與周邊零部件發生相對運動，如天窗排水管、頂篷線束等，它們的布置可根據常規的DMU檢查進行驗證；另外一些管路和線束在車輛使用過程中與相連的系統一起運動，如動力系統的油液管、懸架系統的制動管路、車門系統的線束等，這類管線需要對其靜止和運動兩種狀態進行驗證。

固定點間存在相對運動的管路和線束須采用柔性結構或材質，它們的驗證方式最常見的是實物驗證，通過實車試驗不斷試錯直至解決問題。如某路試車型前輪制動軟管與縱梁動態干涉磨損失效案例（圖4-33），在發現制動軟管發生失效情況后，需要在路試車上查找并復現干涉工況，判定失效原因，然后提出多種優化方案，最后對優化方案進行多輪路試驗證直至失效情況不復現。此方法付出了大量的時間和路試成本，且無法實現精準設計，導致項目風險不可控。

圖4-33 某路試車型前輪制動軟管與縱梁動態干涉磨損失效

如果采用計算機虛擬仿真驗證來替代傳統的試驗驗證，可提高驗證效率、降低驗證成本和風險。目前行業內常用的管路和線束仿真分析軟件，可實時查看管路的運動走向和趨勢，檢查應力集中區及應力值、與周邊零部件間距等。通過對上述制動軟管的運動仿真分析，復現干涉工況，如圖4-34所示。

圖4-34 制動軟管仿真復現干涉工況

通過對上述制動軟管的運動仿真分析，總布置工程師提出有針對性的解決方案：縮短軟管中間固定端直線段長度并改變出口角度，如圖4-35所示，然后設計了多種長度和角度的組合方案，最后對每個組合方案進行運動仿真分析，尋找最優的組合方案。

圖4-35 仿真分析后提出的制動軟管優化方案

仿真軟件的虛擬驗證結果滿足設計要求后，需要進行實物驗證復核。將雜合車制動軟管的掃描點云與仿真軟件分析情況進行比對，結果顯示，滿足設計和仿真要求。最終進行道路綜合耐久試驗，試驗結果是制動軟管未與縱梁發生干涉，設計滿足要求（圖4-36）。

圖4-36 道路試驗制動軟管未與縱梁發生干涉