[發明專利]一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法和裝置

在審

• 申請號: 202310451166.4
• 申請日: 2023-04-25
• 公開（公告）號: CN116562082A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 馬明輝;肖永富;張雨;于保君;李景潭;李赫;楊濤;王月;徐安楊
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F119/14;G06F111/20;G06F111/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 崔斌

1.一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、對拖車鉤及保險杠橫梁進行網格劃分；

步驟二、對車身進行網格劃分及質量檢查；

步驟三、仿真模型裝配；

步驟四、材料及屬性賦予；

步驟五、接觸設置；

步驟六、拖車鉤載荷自動化加載；

步驟七、邊界條件設定及求解；

步驟八、結果判斷及結構優化。

2.根據權利要求1所述的一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，所述步驟一，

拖車鉤依據幾何特征獲取截面，依據截面劃分面網格，利用面網格依據幾何特征拉升及映射生成六面體網格，網格的基礎尺寸為2mm，套筒在徑向生成2排以上單元，沿軸向拉升生成六面體單元，單元的基礎尺寸為3mm；

保險杠橫梁在截面生成2排以上面網格，沿擠壓成型方向沿幾何特征拉升生成六面體網格，網格的基礎尺寸為3mm；

所述步驟二，

截取車身幾何數據，抽取各零部件的中性面，劃分四邊形網格，網格的基礎尺寸為8mm；

對劃分完的網格進行質量檢查，體單元最小尺寸≥0.5mm，雅克比≥0.6，三角形最小角≥40°，最大角≤140°，對于殼單元，最小單元尺寸≥2mm，四邊形最小角≥35°，四邊形最大角≤145°。

3.根據權利要求1所述的一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，所述步驟三，

按照實車的連接關系，對拖車鉤工況保險杠橫梁強度仿真模型進行連接，焊點采用六面體單元，直徑為6mm，膠粘采用六面體單元，焊縫采用三棱柱單元，悍高為3mm，螺栓連接采用剛性單元COUP_KIN，確保模型的連接與實車一致。

4.根據權利要求1所述的一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，所述步驟四，

賦予所有材料彈性模量、泊松比、密度三個參數；對于拖車鉤、保險杠橫梁總成、與保險杠橫梁總成連接的車身零部件賦予材料非線性應力應變曲線，曲線需由試驗測試獲得；并且將測試獲得的工程應力應變曲線轉換為名義應力應變曲線；賦予殼單元厚度屬性；賦予體單元實體屬性；賦予屬性后的零件重量和設計重量保持高度一致；

所述步驟五，

拖車鉤與套筒螺接部分設定tie接觸，接觸部分設定接觸對；

套筒與鋁合金橫梁設定通用接觸對；

車身端板與車身縱梁設定面面接觸對；

對于面面接觸對，網格尺寸大的設定為主面，網格小的設定為從面，摩擦系數設定為0.2。

5.根據權利要求1所述的一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，所述步驟六，

依據TCL語言開發的自動化加載程序，選取加載點，依次自動生成0°、±5°、±25°方向加載載荷，載荷的大小需要手動輸入，載荷的計算方法為0.5倍整車滿載質量，各工況完成加載后還需要卸載，生成各載荷步。

6.根據權利要求1所述的一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，所述步驟七，

約束車身截斷面和后懸掛固定點所有自由度，考慮幾何非線性，選取拖車鉤、橫梁總成以及與橫梁總成連接的部分車身設定集合，輸出選定集合，輸出位移、應力、應變信息。

7.根據權利要求1所述的一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，其特征在于，所述步驟八，

將仿真結果導入后處理軟件hyperview，提取各工況下的位移、應變信息，評價的標準為各工況加載點最大位移≤20mm，鋁合金材質的最大應變≤5％，鋼質零部件的最大應變≤10％，對于不滿足性能的結構，進行優化，優化的方法包括鋁合金橫梁外側局部增加補丁板并與橫梁焊接，車身側對于高應力區域進行加強。