[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

本發明是一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法和裝置。包括：一、對拖車鉤及保險杠橫梁進行網格劃分；二、對車身進行網格劃分及質量檢查；三、仿真模型裝配；四、材料及屬性賦予；五、接觸設置；六、拖車鉤載荷自動化加載；七、邊界條件設定及求解；八、結果判斷及結構優化。本發明對拖車鉤及保險杠橫梁進行精細化模擬，通過復現國標拖車鉤工況，對保險杠橫梁及車身進行強度工況考核，通過試驗驗證，達到很高的精度，通過前期在設計階段，對橫梁及車身進行結構優化，以滿足保險杠及車身的強度，極大提升后期試驗一次性通過率，有效減少拖車鉤法規項試驗的輪次，縮短產品的開發周期，降低產品的研發費用。

技術領域

本發明屬于汽車技術領域，具體的說是一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法和裝置。

背景技術

隨著新能源車的逐步普及，汽車的輕量化變得愈發重要，輕量化對新能源汽車續航以及電池的成本控制作用尤為明顯。鋁合金作為一種輕質金屬，既保持了金屬的高模量、高強度，又實現了大幅的降重，近年來在新能源車的用量逐步攀升，為滿足輕量化的需要，保險杠橫梁大多采用鋁合金材質，保險杠橫梁除用于車輛發生碰撞時吸能外，也用于固定拖車鉤，需要保證足夠的強度。

對于保險杠橫梁及拖車系統，有明確的試驗要求，屬于車輛上市的公告項，試驗時需要車身及保險杠橫梁系統，單次試驗成本較高，試驗如果沒有通過，需要對結構進行優化再次試驗，直到合格。目前對于保險杠拖拽工況，很少有前期通過虛擬仿真進行控制的技術文獻，只有基于碰撞安全的保險杠橫梁輕量化設計，對安全工況下的保險杠橫梁進行了輕量化優化，但并未對拖車鉤工況進行虛擬仿真性能設計。

發明內容

本發明提供了一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法和裝置，通過前期在設計階段，對橫梁及車身進行結構優化，以滿足保險杠及車身的強度，極大提升后期試驗一次性通過率，可以有效減少拖車鉤法規項試驗的輪次，縮短產品的開發周期，降低產品的研發費用，有效提升拖車鉤工況保險杠橫梁的數字化驗證手段。

本發明技術方案結合附圖說明如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種鋁合金保險杠橫梁拖拽強度設計方法，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。

進一步的，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°。

進一步的，所述步驟三，