[發明專利]一種鋁合金發罩鉚接點設計方法及裝置

在審

• 申請號: 202310263486.7
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116305935A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 肖永富;馬明輝;張雨;于保君;李赫;李景潭;王月;徐安楊;楊濤
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純

1.一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：獲得發罩總成及附件的幾何數據，對數據進行檢查，確保位置關系及連接正確；

步驟二：提取發罩護板總成的中性面，完成發罩總成的網格劃分，包括發罩內外板、加強板以及內外板包邊結構的網格處理，完成鋁合金發罩總成的建模；

步驟三：完成發罩總成各零部件的連接裝配并對網格質量進行檢查；

步驟四：對發罩總成各零部件進行材料及屬性的賦予；

步驟五：設置邊界條件及載荷，完成發罩總成模態分析，檢查各階振型，確保各零部件之間的連接關系正確，完成發罩總成側向剛度、中間約束扭轉剛度、邊約束扭轉剛度、表面剛度及預變形分析；

步驟六：對于剛度性能不達標的分析項，進行結構優化，直到發罩所有剛度性能達到目標值；

步驟七：對鋁合金發動機罩鉚接點局部進行鉚接點加密；

步驟八：對鉚接點加密后的發罩總成進行空間拓撲優化；

步驟九：優化后的發罩總成進行性能驗證。

2.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟一的具體方法如下：

獲得鋁合金發罩幾何數據，對數據進行質量檢查，確保數據沒有穿透，無自由邊，連接關系正確；

所述步驟二的具體方法如下：

發罩總成各零部件按照各自的幾何特征進行抽中面處理，單元的基礎網格為8mm，對于鋁發罩包邊的處理，將發罩外板翻邊處自由邊沿法向投影到發罩內板，將發罩內板分割為兩部分，在內板投影線上，內外板網格節點進行耦合；對于發罩鉸鏈軸，采用bar單元進行模擬。

3.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟三中，對于發罩總成鉚接點的模擬，采用六面體單元，其直徑為8mm，對于膠粘單元，同樣采用體單元進行模擬，鉸鏈軸繞軸向旋轉自由度放開；網格之間不允許出現穿透，對于殼單元四邊形網格，最小單元尺寸為3mm，四邊形最大角≤160°，最小角≥20°，雅克比≥0.6，單元長寬比≤5。

4.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟四的具體方法如下：

對于發罩總成，材料要賦予彈性模量、泊松比、密度三個參數，各零部件按照實際厚度賦予厚度屬性，鉸鏈軸按照實際的直徑屬于相應的屬性，膠粘位置賦予相應的膠的材料參數。

5.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟五的具體方法如下：

首先完成鋁合金發罩的模態分析，提取前十階模態值及振型，依據模態結果，確認各零部件之間連接關系正確，其次進行發罩側向剛度、中間約束扭轉剛度、邊約束扭轉剛度以及表面剛度、密封條預變形分析；再次進行發罩預變形分析，發罩預變形的載荷為密封條非線性壓縮力曲線、緩沖塊非線性載荷、撐桿反力以及自身重力，最后進行表面剛度分析，表面剛度分析時材料需賦予非線性特性曲線。

6.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟六的具體方法如下：

根據求解后的位移及應力結果，對結構薄弱位置進行加強，結構優化方案需布置、工藝可行，直到各項性能全部滿足目標要求。

7.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟七具體的方法如下：

發罩總成鉚接點加密，鉚接點加密的位置要在空間布置及工藝上可行，且鉚接點相鄰零部件在裝配位置上保持貼合，鉚接點加密的數量為3倍。

8.如權利要求1所述的一種鋁合金發罩鉚接點設計方法，其特征在于，所述步驟八的具體方法如下：

對鉚接點進行空間拓撲優化，設定優化的三要素，鉚接點體單元為設計變量，側向剛度、中間約束扭轉剛度、邊約束扭轉剛度為約束條件，質量最小為優化目標，進行鉚接點空間拓撲優化分析；提取拓撲優化結果，顏色從深到淺，鉚接點對應發揮的作用由高到低。