[發(fā)明專利]一種基于CAE仿真技術(shù)的復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211244896.9
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN115544659A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌;陶志軍;吳紅斌;丁江平
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波信泰機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/23;G06F113/26;G06F119/14
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓

本發(fā)明涉及一種基于CAE仿真技術(shù)的復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括：步驟(1)：創(chuàng)建鋼制對標(biāo)件FEA模型；步驟(2)：對所述鋼制對標(biāo)件FEA模型進(jìn)行性能分析；步驟(3)：基于所述鋼制對標(biāo)件FEA模型性能分析的結(jié)果，創(chuàng)建復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型；步驟(4)：對所述復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型進(jìn)行性能分析，并將復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型性能與鋼制對標(biāo)件FEA模型性能進(jìn)行對比；步驟(5)：基于對比結(jié)果來優(yōu)化所述復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型。本發(fā)明保證車門結(jié)構(gòu)各項(xiàng)機(jī)械性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于CAE仿真技術(shù)的復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排的三條主要路徑：一是發(fā)展新能源；二是推動(dòng)動(dòng)力總成電氣化；三是降低整車阻力。汽車行駛過程需要克服的整車阻力主要包括滾動(dòng)摩擦阻力、坡道阻力和空氣阻力。除空氣阻力外，滾動(dòng)摩擦阻力、坡道阻力都與車重正相關(guān)，車越重，行駛阻力越大，牽引力需求越大，油耗或電耗和排放越高。

隨著智能網(wǎng)聯(lián)、新能源的快速驅(qū)動(dòng)，輕量化成為當(dāng)下乃至未來汽車行業(yè)發(fā)展方向之一，無論是節(jié)能汽車，還是新能源汽車，重量的減輕意味著油耗、電耗的降低或續(xù)駛里程的提升(動(dòng)力成本的降低)、減排及性能的直接提升。

連續(xù)纖維復(fù)合輕質(zhì)材料，在減重效果上明顯優(yōu)于高強(qiáng)鋼，因而在汽車輕量化發(fā)展中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

復(fù)合材料(Composite Materials)，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。塑料復(fù)合材料具有密度小、比強(qiáng)度高、抗腐蝕性好、易成形從而降低了復(fù)雜零件的加工難度，塑料基的復(fù)合材料可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，耐沖擊并可絕熱、不導(dǎo)電，因此，是汽車輕量化的重要材料。目前塑料復(fù)合材料主要應(yīng)用在汽車內(nèi)、外飾等裝飾件上，但是近年來塑料復(fù)合材料正由內(nèi)、外飾等裝飾件向結(jié)構(gòu)件發(fā)展，以減輕汽車結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。將塑料復(fù)合材料應(yīng)用于汽車車門結(jié)構(gòu)，凸顯出的優(yōu)勢有：(1)減重：復(fù)合材料車門比金屬車門減重25％～35％，為5～7kg，提升燃油經(jīng)濟(jì)性；(2)高度集成化：整體注塑成型，大幅減少零部件數(shù)量，省去焊接、節(jié)省裝配等費(fèi)用，減少裝配工具，節(jié)約場地，進(jìn)一步降低成本；(3)寬泛設(shè)計(jì)自由度：設(shè)計(jì)自由度更高，可實(shí)現(xiàn)金屬鈑金件難以成形的形狀，造型美觀，有利于空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化；(4)開關(guān)門的輕快性：隨著輕量化，車門開關(guān)的輕快性加強(qiáng)，開關(guān)門的聲音也隨之減輕；(5)低模具成本：模具減少，具有更低的模具投入及更低模具維護(hù)維修費(fèi)用；(6)輕微碰撞的低維修費(fèi)：具備一定的彈性，低速碰撞時(shí)可復(fù)原，降低了維修概率，節(jié)省了維修成本；(7)質(zhì)量穩(wěn)定：穩(wěn)定的部件質(zhì)量,注塑產(chǎn)品相對于鈑金焊接質(zhì)量更穩(wěn)定，可達(dá)到注塑機(jī)的一級表面；(8)其他優(yōu)勢：有更好的隔熱，隔音、電絕緣性、化學(xué)耐腐蝕性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于CAE仿真技術(shù)的復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，保證車門結(jié)構(gòu)各項(xiàng)機(jī)械性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于CAE仿真技術(shù)的復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括：

步驟(1)：創(chuàng)建鋼制對標(biāo)件FEA模型；

步驟(2)：對所述鋼制對標(biāo)件FEA模型進(jìn)行性能分析；

步驟(3)：基于所述鋼制對標(biāo)件FEA模型性能分析的結(jié)果，創(chuàng)建復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型；

步驟(4)：對所述復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型進(jìn)行性能分析，并將復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型性能與鋼制對標(biāo)件FEA模型性能進(jìn)行對比；

步驟(5)：基于對比結(jié)果來優(yōu)化所述復(fù)合材料車門結(jié)構(gòu)FEA模型。

所述步驟(2)具體為：通過對所述鋼制對標(biāo)件FEA模型的在窗框、車門內(nèi)外腰線、門鎖區(qū)域施加載荷并計(jì)算鋼制對標(biāo)件FEA模型的車門變形量，實(shí)現(xiàn)對所述鋼制對標(biāo)件FEA模型進(jìn)行性能分析。