[發明專利]車身鈑金零件熱變形CAE仿真分析方法

在審

• 申請號: 202011186300.5
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112163281A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 史述龍;楊春偉;潘偉;蔣磊;胡云;張誠
• 申請（專利權）人: 東風本田汽車有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發明公開了一種車身鈑金零件熱變形CAE仿真分析方法。它是車身鈑金零件的第一數模數據通過沖壓變形仿真分析獲得的第二數模數據導入到焊接工藝車身鈑金零件熱變形仿真系統，進行工藝車身鈑金零件焊接熱變形仿真分析獲得的第三數模數據，再對第三數模數據進行涂裝工藝熱變形仿真分析獲得第四數模數據。該方法只需車身3D數模即可進行熱變形分析，打破了傳統方法必須利用實車的束縛條件，從而可將新車型鈑金熱變形問題的檢證、對策時間由T階段(實車階段)提前到CST/P/D階段(圖紙階段)，極大地縮短實車的品熟周期。

技術領域

本發明屬于車輛零部件仿真技術，具體涉及一種車身鈑金零件變形仿真技術。

背景技術

車身輕量化已成為汽車行業改善油耗的主要方法之一。行業內的常用方法是通過使用新材料、優化車身結構設計，在保證碰撞、強度等要求的前提下，最大限度的降低鈑金件的料厚(特別是外覆蓋件蒙皮)，達到降低車身重量的效果，從而降低整車油耗。但是，外覆蓋件(車門、引擎蓋、側圍、頂棚等)的鈑金料厚降低，其抗變形的能力變差，在涂裝車間烘烤過程中，由于沖壓、焊接等應力受熱集中釋放，白車身在烘烤后出現凹凸、曲翹變形的問題日益增多。

針對新車型外覆蓋件鈑金烘烤變形問題，目前行業內主要的檢證方法是在T階段(生產準備階段)使用實車進行驗證，通過不斷嘗試、驗證、對比效果，摸索、尋找最佳對策。該方法具有實施過程簡單、問題/對策效果目視直觀等優點，但存在以下不足：

(1)試制階段實車數量較少，而且試制階段各車間工藝條件并未固化，因此很難得到真實的實物變形結果，難以排除偶然性因素影響；

(2)鈑金受熱變形影響因素多，通過實車找到有效對策的方法非常困難，往往需要多輪驗證；驗證過程需要設計、沖壓、焊裝、涂裝等關聯部門協同合作，組織協調業務量大。因此，實車驗證過程消耗的人力物力成本高，且品質熟成周期長；

(3)到試制階段，新車型的沖壓模具、焊接夾具等實物已經加工完成，此時再對覆蓋件型面進行調整，將產生高昂的模具、夾具改修費用，不利于新車型的開發成本控制。

因此，利用實車驗證的方法對應鈑金受熱變形問題對提升新車型品質、縮短品質熟成周期、降低開發成本等都會造成不利影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全工藝流程的車身鈑金零件受熱變形CAE仿真分析方法，快速確定車身鈑金零件的變形位置和變形量數據。

本發明的技術方案是：它是將車身鈑金零件的第一數模數據通過沖壓變形仿真分析獲得的第二數模數據導入到焊接工藝車身鈑金零件熱變形仿真系統，進行車身鈑金零件焊工藝熱變形仿真分析獲得的第三數模數據，再對第三數模數據進行涂裝工藝熱變形仿真分析獲得第四數模數據。

其中，車身鈑金零件的第一數模數據導入AUTOFORM軟件(系統)，第二數模數據導入Abaqus軟件(系統)，第三數模數據利用Abaqus軟件對第三數模數據進行涂裝工藝過程的熱變形仿真分析。

進一步的技術特征是，所述沖壓過程變形仿真分析方法包括：將車身鈑金零件的第一數模數據導入到車身鈑金零件沖壓變形仿真分析軟件，設定沖壓方向，定義第一數模數據材料屬性(材料型號、料厚等)，規劃沖壓工序，并對后工序模面、拉延壓料面和拉延工藝進行設計，設定相應的工具體和分析精度參數，最后進行仿真計算，獲得包含有應力應變結果的第二數模數據。即將構建的車身鈑金零件的第一數模數據導入到工藝車身鈑金零件沖壓變形仿真系統，對第一數模數據賦予第一產品屬性、第一材料屬性、第一工藝屬性后，對拉延壓料面和拉延工藝進行修改，確認修邊及沖孔展開角度，設定分析精度參數，進行仿真分析，獲得包含有應力、應變結果的第二數模數據。