[發明專利]一種汽車儀表板橫梁的焊接優化方法

有效

• 申請號: 201310404680.9
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103440387A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 蔡昌友
• 申請（專利權）人: 上海和達汽車配件有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 倪繼祖

技術領域

本發明涉及一種汽車儀表板橫梁的焊接優化方法。

背景技術

汽車的輕量化目前已成為國內外汽車工業界的研究熱點，但是只著重于輕量化會導致整個汽車的強度和模態降低，降低汽車的安全性能。而提高局部構建的焊接強度會避免這方面的缺陷。但是提高焊接強度不僅僅是增長焊縫長度，要考慮焊接工藝、焊接可操作性、焊接成本等多方面因素。汽車儀表板橫梁（簡稱CCB）是由各個支架總成而得，是汽車儀表板系統內部骨架,起到支撐儀表板系統,提供儀表板系統空調、轉向柱、安全氣囊等零部件的安裝,對增加整個車身的強度有著至關重要的作用,是儀表板系統與白車身總成的連接支架，也對駕駛員和乘客的安全有一定程度的影響。

傳統的汽車儀表板橫梁焊接優化設計為了滿足其性能要求，一味的對支架材料厚度增加、焊縫數量進行增加、焊縫長度進行加長，傳統方法還存在以下問題：

（1）一味的增加支架厚度，會導致產品重量增加，制造成本也增加；

（2）支架沒有足夠合理的空間布置焊縫，盲目增加焊縫數量，導致焊接變形大，焊接缺陷多；

（3）支架之間搭接較短，如果只盲目的增加焊縫長度，達不到理想效果，而且增加成本。

發明內容

本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種汽車儀表板橫梁的焊接優化方法，能夠快速高效的對汽車儀表板橫梁基于原有的設計參數進行焊接優化設計，從而提高汽車儀表板橫梁的整體模態和支架的靜剛度。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的一種汽車儀表板橫梁的焊接優化方法，包括以下步驟：

第一步：讀入優化前的汽車儀表板橫梁的參考數據；

第二步：對優化前的儀表板橫梁進行模態分析，分析出優化前的汽車儀表板橫梁的一階整體模態頻率和支架的局部模態；

第三步：通過優化前的汽車儀表板橫梁的參考數據進行剛度分析，分析出支架的靜剛度；

第四步：對局部模態不大于40Hz以及靜剛度在施加50N的力時、變形量不小于1mm的支架進行結構優化；

第五步：對結構優化后的支架進行焊縫優化，以增強各個支架之間的連接強度；

第五步：通過MSC?NASTRAN軟件對優化后的汽車儀表板橫梁進行分析驗證，若優化后的汽車儀表板橫梁的一階整體模態頻率較優化前的參考性能指標相比，其變化量有所提高，且各個支架的局部模態大于40Hz、靜剛度在施加50N的力時，變形量小于1mm，則達到設計要求；

否則，繼續執行第四步。

上述的一種汽車儀表板橫梁的焊接優化方法，其中，在第四步中，所述結構優化是將支架的結構重新設計，增加支架的剛度。

上述的一種汽車儀表板橫梁的焊接優化方法，其中，在第五步中，所述焊縫優化是利用已結構優化后的支架，對其焊縫的位置、數量、以及長度重新布置，以增強各個支架之間的連接強度。

本發明過上述步驟,既增加了焊接強度，又提高了汽車儀表板橫梁的剛度和模態，加強了焊接的可操作性，在一定程度上也節約了成本，大大的方便設計人員對于汽車儀表板橫梁的優化設計，提高設計的效率。

附圖說明

圖1為讀入原有車型的儀表板橫梁零件結構及靜剛度示意圖；

圖2為本發明汽車儀表板橫梁焊接優化后結構及靜剛度示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本發明作進一步說明。

本發明公開了一種汽車車身的優化設計方法，包括如下步驟：

第一步：讀入優化前的汽車儀表板橫梁的參考數據，如圖1所示，例如讀入原有車型的儀表板橫梁分析數據；

第二步：對優化前的儀表板橫梁進行模態分析得出優化前的汽車儀表板橫梁的一階整體模態頻率和支架的局部模態作為評價優化后的汽車儀表板橫梁的模態性能指標；

第三步：通過優化前的汽車儀表板橫梁的參考數據進行靜剛度模型計算出構成汽車儀表板橫梁的每個支架的變形量（即在施加50N的力時的變形量），如圖1所示儀表板橫梁參考數據中支架的靜剛度（在施加50N的力時，變形量為1.71mm）；

第四步：通過CATIA軟件對對局部模態不大于40Hz以及靜剛度在施加50N的力時、變形量不小于1mm的支架進行結構優化，為焊接優化打下基礎，可以將較大復雜支架拆分為兩個或以上支架，或增加工藝孔以便于增加焊縫數量，以增加支架的剛度；在圖2示出了優化后的結構，圖中支架（相對于圖1中為未優化的支架）厚度增加為1.8mm，該支架的靜剛度為在施加50N的力時，變形量為0.574mm；