[發明專利]一種乘用車燃料瓶緊固載荷設計方法

有效

• 申請號: 202110410840.5
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113239456B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 沈宇航;劉洋;付楊;武斌
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張巖

1.一種乘用車燃料瓶緊固載荷設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、確定乘用車燃料瓶緊固結構組成及緊固方式，所述乘用車燃料瓶放置于燃料瓶托架上，所述緊固結構由箍帶(5)、加強肋板(6)、螺栓(7)、彈簧頂蓋(8)、彈簧(9)、彈簧限位結構以及螺母(11)組成，所述加強肋板(6)位于箍帶(5)的兩端，為一體結構；

B、在加強肋板(6)和燃料瓶托架緊固載荷設計端，設計加強肋板(6)與燃料瓶托架間的緊固載荷F_y：

B1、建立乘用車燃料瓶緊固結構裝配有限元模型：分別對燃料瓶托架、箍帶(5)、加強肋板(6)、螺栓(7)和螺母(11)進行網格劃分，通過定義相接觸部件之間為接觸關系將其裝配在一起；

B2、定義有限元模型材料：定義各零部件有限元模型材料的彈性模量E、泊松比μ；

B3、施加有限元模型載荷：先加載第一類載荷螺栓預緊力，加強肋板(6)與燃料瓶托架間的螺栓預緊力載荷為F_y；再加載第二類載荷燃料瓶的慣性力載荷；

B4、施加有限元模型邊界條件：固定燃料瓶托架與車架接觸表面，以模擬車架對乘用車燃料瓶緊固結構的支撐作用；

B5、進行乘用車燃料瓶緊固結構線彈性有限元分析：采用牛頓-拉普森方法迭代計算乘用車燃料瓶緊固結構應力和應變；

B6、判斷加載螺栓預緊力是否滿足以下條件：加強肋板應力S_g＜加強肋板材料的屈服強度S_gs，燃料瓶托架應力S_t＜燃料瓶托架材料的屈服強度S_ts以及判斷加載燃料瓶的慣性力載荷是否滿足以下條件：燃料瓶的最大位移u＜位移限值u_s；

B7、若B6判定條件均滿足，則加強肋板與燃料瓶托架間的螺栓預緊力載荷為F_y滿足要求，加強肋板(6)與燃料瓶托架間的緊固載荷F_y設計完成，若以上條件不滿足，則調整加強肋板(6)與燃料瓶托架間的螺栓預緊力載荷為F_y，重復B3-B6，直到滿足B6判定條件為止；

B8、確定彈簧設計壓縮量h_y和彈簧限位結構高度h_t，根據加強肋板(6)與燃料瓶托架間的緊固載荷F_y＝K_s*h_y，確定彈簧設計壓縮量h_y，根據彈簧限位結構高度h_t＝h_j+h_g+h_s-h_y，確定彈簧設計壓縮量h_y和彈簧限位結構高度h_t，式中：K_s為彈簧軸向剛度，h_j為自由狀態下加強肋板和托架間隙量，h_g為加強肋板厚度，h_s為彈簧自由狀態高度。

2.根據權利要求1所述的一種乘用車燃料瓶緊固載荷設計方法，其特征在于：步驟A，所述乘用車燃料瓶為氫瓶(1)，燃料瓶托架為氫瓶托架，包括鈑金托架(2)和減震膠墊(3)，鈑金托架(2)中下方三處折彎面通過減震膠墊(3)與氫瓶(1)接觸，鈑金托架(2)與氫瓶(1)接觸區開孔用于卡接減震膠墊(3)，鈑金托架(2 )兩端折彎面上開孔，分別用于氫瓶托架與車身的固定和加強肋板(6)與氫瓶托架的固定。

3.根據權利要求1所述的一種乘用車燃料瓶緊固載荷設計方法，其特征在于：步驟A，所述箍帶(5)包括金屬箍帶和橡膠襯套(4)，金屬箍帶兩端焊接加強肋板(6)，橡膠襯套(4)通過翻邊結構卡接在金屬箍帶內側，另一側設有半圓形凸起陣列與氫瓶(1)接觸。

4.根據權利要求1所述的一種乘用車燃料瓶緊固載荷設計方法，其特征在于，步驟A，所述乘用車燃料瓶的緊固包括以下步驟：

A1、將所述箍帶(5)一端的加強肋板(6)與燃料瓶托架通過螺栓(7)和螺母(11)以接觸形式緊固；

A2、在所述箍帶(5)另一端，即所述加強肋板(6)和燃料瓶托架緊固載荷設計端，加強肋板(6)與燃料瓶托架通過彈簧(9)、彈簧限位結構、彈簧頂蓋(8)、螺栓(7)和螺母(11)緊固。