一种保险杠总成表面刚度的设计方法技术

本发明专利技术涉及保险杠总成的设计技术领域，公开一种保险杠总成表面刚度的设计方法，包括：利用HYPERMESH建立保险杠面罩的中性面网格，并导入MOLDFLOW中；利用ABAQUS建立结构仿真模型，对保险杠总成的表面刚度进行仿真分析；通过HELIUS将MOLDFLOW的模流仿真分析的结果映射到ABAQUS中，完成保险杠总成的表面的刚度模流和结构的联合仿真分析；调节保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至保险杠总成的表面刚度达到或者超过预设刚度。本发明专利技术公开的设计方法解决了现有技术存在的由于保险杠总成的表面刚度不合适而导致的乘用车的开发效率低和开发成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种保险杠总成表面刚度的设计方法
本专利技术涉及保险杠总成的设计
，尤其涉及一种保险杠总成表面刚度的设计方法。
技术介绍
随着汽车轻量化的需求以及汽车造型的重要性提高，“以塑代钢”成为汽车轻量化发展的重要方向之一，其优点是重量轻、集成度高，可以实现造型自由，满足消费者对于个性化的追求，而塑料件的制造相比传统的金属件制造要求更高：需要合理的零件结构，合理的注塑材料选择，合理的浇注系统、冷却系统设计，合理的注塑工艺参数，成型后良好的外观和精确的尺寸等。对于乘用车保险杠总成这种相对较大的注塑成型件，其模具成本很高，保险杠注塑完成后，安装到车身上，其整体表面刚度特性对用户会有直观的使用感受，保险杠总成的结构是否合理、工艺参数选择是否恰当，都会影响保险杠总成安装后的性能表现，如果产品出来后发现问题，不仅磨具成本损失巨大，对于产品周期也会有很大影响，所以对于保险杠总成的产品，最好在产品前期设计阶段，尽可能规避产品可能存在的风险。
技术实现思路
基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种保险杠总成表面刚度的设计方法，解决了现有技术存在的由于保险杠总成的表面刚度不合适而导致的乘用车的开发效率低和开发成本高的问题。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种保险杠总成表面刚度的设计方法，包括：模流仿真分析：利用前处理软件HYPERMESH建立保险杠面罩的中性面网格，将带有中性面网格的所述保险杠面罩导入模流分析软件MOLDFLOW中，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析；表面刚度仿真分析：利用有限元软件ABAQUS建立保险杠总成的结构仿真模型，所述保险杠总成的各个零件和至少部分车身之间的装配按照实际连接关系进行建模，并输入所述保险杠面罩的材料的真实应力和真实应变，对所述保险杠总成的表面刚度进行仿真分析；刚度模流和结构的联合仿真分析：通过HELIUS软件将模流分析软件MOLDFLOW的模流仿真分析的结果映射到有限元软件ABAQUS中，完成所述保险杠总成的表面的刚度模流和结构的联合仿真分析，将联合仿真分析得到的表面刚度与预设刚度进行对比；调节所述保险杠总成的表面刚度：若所述保险杠总成表面的刚度模流和结构的联合仿真分析的表面刚度低于预设刚度，则调节模流分析软件MOLDFLOW中的所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至所述保险杠总成的表面刚度达到或者超过所述预设刚度。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析时，包括以下步骤：对所述保险杠面罩的浇注系统进行网格建模：所述浇注系统的流道采用柱体单元进行建模、浇口为冷浇口，并设定注塑工艺参数；对冷却水路进行网格建模：设定所述冷却水路的参数；对所述保险杠面罩进行填充分析并判断填充分析的结果是否满足预设填充分析的要求；若是，则依次对所述保险杠面罩进行填充+保压分析、填充+保压+翘曲分析、冷却+填充+保压+翘曲分析，并判断每个分析的结果是否满足预设要求，若是，则模流仿真分析结束；若否，则调整所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至每个分析的结果均满足预设要求。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠面罩进行填充分析时，若填充分析的结果不满足预设填充分析的要求，则调整所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至填充分析的结果满足预设填充分析的要求。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠面罩进行填充+保压分析、填充+保压+翘曲分析、冷却+填充+保压+翘曲分析时，具体步骤如下：对所述保险杠面罩进行填充+保压分析，直至所述保险杠面罩的填充+保压分析的分析结果满足预设要求；对所述保险杠面罩进行填充+保压+翘曲分析，直至所述保险杠面罩的填充+保压+翘曲分析的分析结果满足预设要求；对所述保险杠面罩进行冷却+填充+保压+翘曲分析，直至所述保险杠面罩的冷却+填充+保压+翘曲分析的分析结果满足预设要求。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析时，还包括：选择所述保险杠面罩的材料，并确定材料的PVT特性曲线、黏度曲线以及所述保险杠面罩内的残余应力修正算法模型。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠总成的表面刚度仿真分析时，所述保险杠总成的各个零件和至少部分车身之间的卡接处进行精细化建模、螺接处采用刚性单元连接、胶粘处采用Adhesive单元建模，沿加载压合头的法向对所述保险杠总成施加载荷并输出位移。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析时，对所述保险杠面罩的压力、锁模力及变形量进行模流仿真分析，若所述压力、所述锁模力及所述变形量均满足模流要求，则调节模流分析软件MOLDFLOW中的所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至所述压力、所述锁模力及所述变形量均满足模流要求。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，表面刚度仿真分析时，将测试获得的工程应力和工程应变转化为真实应力和真实应变曲线，真实应变与工程应变的关系式为：εt＝ln(1+εe)，其中，εt为真实应变，εe为工程应变；真实应力与工程应力和工程应变的关系式为：其中，为真实应变，为工程应变。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，对所述保险杠总成的表面刚度仿真分析时，向有限元软件ABAQUS中输入所述保险杠总成的保险杠面罩的材料的真实应力和真实应变。作为一种保险杠总成表面刚度的设计方法的优选方案，调节所述保险杠面罩的结构参数包括改变所述保险杠面罩的局部厚度、在所述保险杠面罩上设置凸肩及在所述保险杠面罩上设置加强筋中的至少一种。本专利技术的有益效果为：本专利技术公开的保险杠总成表面刚度的设计方法通过对保险杠面罩的注塑过程进行模拟仿真，对保险杠面罩潜在的短射、缩痕等质量问题进行预测，控制保险杠面罩注塑后产生的变形，采用有限元软件ABAQUS完成对保险杠总成的结构仿真模型并对保险杠总成的表面刚度进行仿真分析，能够保证保险杠总成的结构仿真模型较为合理，接着通过HELIUS软件将模流分析软件MOLDFLOW的模流仿真分析的结果映射到有限元软件ABAQUS中，从而完成保险杠总成的表面的刚度模流和结构的联合仿真分析，通过对比联合仿真分析得到的表面刚度与预设刚度，能够评价保险杠总成的表面刚度是否满足目标要求，若是不满足目标要求，则调节保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，最终获得满足表面刚度要求的保险杠总成产品，通过该方法可以提升仿真分析精度，提高保险杠总成的开发效率，降低产品开发成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保险杠总成表面刚度的设计方法，其特征在于，包括：/n模流仿真分析：利用前处理软件HYPERMESH建立保险杠面罩的中性面网格，将带有中性面网格的所述保险杠面罩导入模流分析软件MOLDFLOW中，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析；/n表面刚度仿真分析：利用有限元软件ABAQUS建立保险杠总成的结构仿真模型，所述保险杠总成的各个零件和至少部分车身之间的装配按照实际连接关系进行建模，并输入所述保险杠面罩的材料的真实应力和真实应变，对所述保险杠总成的表面刚度进行仿真分析；/n刚度模流和结构的联合仿真分析：通过HELIUS软件将模流分析软件MOLDFLOW的模流仿真分析的结果映射到有限元软件ABAQUS中，完成所述保险杠总成的表面的刚度模流和结构的联合仿真分析，将联合仿真分析得到的表面刚度与预设刚度进行对比；/n调节所述保险杠总成的表面刚度：若所述保险杠总成表面的刚度模流和结构的联合仿真分析的表面刚度低于预设刚度，则调节模流分析软件MOLDFLOW中的所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至所述保险杠总成的表面刚度达到或者超过所述预设刚度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种保险杠总成表面刚度的设计方法，其特征在于，包括：
模流仿真分析：利用前处理软件HYPERMESH建立保险杠面罩的中性面网格，将带有中性面网格的所述保险杠面罩导入模流分析软件MOLDFLOW中，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析；
表面刚度仿真分析：利用有限元软件ABAQUS建立保险杠总成的结构仿真模型，所述保险杠总成的各个零件和至少部分车身之间的装配按照实际连接关系进行建模，并输入所述保险杠面罩的材料的真实应力和真实应变，对所述保险杠总成的表面刚度进行仿真分析；
刚度模流和结构的联合仿真分析：通过HELIUS软件将模流分析软件MOLDFLOW的模流仿真分析的结果映射到有限元软件ABAQUS中，完成所述保险杠总成的表面的刚度模流和结构的联合仿真分析，将联合仿真分析得到的表面刚度与预设刚度进行对比；
调节所述保险杠总成的表面刚度：若所述保险杠总成表面的刚度模流和结构的联合仿真分析的表面刚度低于预设刚度，则调节模流分析软件MOLDFLOW中的所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至所述保险杠总成的表面刚度达到或者超过所述预设刚度。


2.根据权利要求1所述的保险杠总成表面刚度的设计方法，其特征在于，对所述保险杠面罩进行模流仿真分析时，包括以下步骤：
对所述保险杠面罩的浇注系统进行网格建模：所述浇注系统的流道采用柱体单元进行建模、浇口为冷浇口，并设定注塑工艺参数；
对冷却水路进行网格建模：设定所述冷却水路的参数；
对所述保险杠面罩进行填充分析并判断填充分析的结果是否满足预设填充分析的要求；
若是，则依次对所述保险杠面罩进行填充+保压分析、填充+保压+翘曲分析、冷却+填充+保压+翘曲分析，并判断每个分析的结果是否满足预设要求，若是，则模流仿真分析结束；若否，则调整所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至每个分析的结果均满足预设要求。


3.根据权利要求2所述的保险杠总成表面刚度的设计方法，其特征在于，对所述保险杠面罩进行填充分析时，若填充分析的结果不满足预设填充分析的要求，则调整所述保险杠面罩的结构参数、浇口数量、浇口位置、冷却水路及注塑工艺参数中的至少一个，直至填充分析的结果满足预设填充分析的要求。


4.根据权利要求2所述的保险杠总成表面刚度的设计方法，其特征在于，对所述保险杠面罩进行填充+保压分析、填充+保压+翘曲分析、冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：于保君，肖永富，杜伟娟，高猛，刘海，朱学武，张雨，刘闯，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22