一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于汽车技术领域，具体的说是一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置。通过虚拟仿真手段，对保险杠及车身系统进行精细化建模，考虑保险杠与翼子板卡接处复杂的接触关系，最终通过仿真对间隙进行量化评价，对于不满足要求的进行结构优化，直到间隙控制在合理范围内，并且通过前期的虚拟验证，降低后续保险杠与翼子板出现V形间隙的风险，利用虚拟验证技术，可以规避后期由于间隙太大造成的质量问题，消除结构重新设计的模具费用，缩短产品的开发周期，提高产品的研发效率，形成保险杠及翼子板的正向设计能力，提升产品的数智化设计手段。设计手段。设计手段。

【技术实现步骤摘要】
一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置


[0001]本专利技术属于汽车
，具体的说是一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置。

技术介绍

[0002]自汽车诞生以来，已经经过了一百三十多年的发展历程，从最初的蒸汽动力，演变到现在的纯电动力，人们对于汽车品质的追求也越来越高，对于外观件之间的间隙要求也越来越高，一是要求间隙要小，做到美观，二是间隙要均匀，不可以一边大，一边小。保险杠与翼子板的间隙，由于在车的侧面，很容易被注意到，目前对于保险杠面罩来说，由于造型及轻量化的需求，大多是采用塑料pp材质，而翼子板一般是金属材质，钢质或者铝合金，从材料模量上来说，差两个数量级，在连接位置处刚度出现较明显的突变，而当零件受到载荷时，容易出现变形不均匀，保险杠与翼子板间隙容易出现V形缝隙，影响美观。
[0003]对于保险杠与翼子板的间隙问题，很多量产车都出现了相关情况，目前对于间隙的控制，大多是后期出现问题，通过工艺、匹配等方式去解决，例如，通过人、机、料、法四个方面，收集数据，分析原因，问题得到解决。而在产品设计阶段，通过性能设计手段去降低后期出现V形间隙的风险，目前还没有提及，没有有效的数字化手段在产品设计阶段进行规避。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法和装置，通过精细化建模进行精确仿真，通过前期仿真预测后期保险杠与翼子板间隙太大和不均的风险，并且通过前期的精细化仿真及结构优化分析，可以降低后续由于间隙太大导致的质量问题，缩短产品的开发周期，形成保险杠与翼子板间隙类问题的正向开发能力，实现产品的数智化开发手段，解决了由于质量而导致重新开模具，增加时间和金钱成本的问题。
[0005]本专利技术技术方案结合附图说明如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、对保险杠面罩进行网格划分；
[0008]步骤二、抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
[0009]步骤三、对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
[0010]步骤四、截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
[0011]步骤五、赋予材料属性；
[0012]步骤六、对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
[0013]步骤七、设置接触对；
[0014]步骤八、建立局部坐标系；
[0015]步骤九、设定边界条件，施加载荷，仿真求解；
[0016]步骤十、对仿真结果进行提取并与目标值进行对比，不合格进行优化，合格流程结束。
[0017]进一步的，所述步骤一，
[0018]保险杠面罩几何数据分割为二部分，在面罩与翼子板接触一侧对保险杠面罩进行分割，分割距离为保险杠面罩最边缘处往里40mm，临近翼子板部分保持实体几何，对临近翼子板部分进行四面体网格划分，在面罩厚度上划分二层单元，对另外一部分保险杠面罩抽取中性面，进行四边形网格划分，最终使得保险杠面罩分割交界处保持体单元中间节点与面单元节点一对一耦合；
[0019]所述步骤二，
[0020]翼子板网格抽取中性面，将保险杠面罩最边缘位置网格节点沿面罩边缘法向映射到翼子板上，生成硬点，对翼子板中性面进行四边形网格划分，保留映射后的节点；
[0021]所述步骤三，
[0022]获得保险杠支架的几何数据，进行几何清理，首先对卡扣位置进行网格划分，网格基础尺寸为1mm，采用四面体单元，倒角小于0.3的去除，大于0.3的保留；除卡扣外的其它位置，采用3mm基础网格，采用四面体单元；对于划分完的网格，最小单元尺寸≥0.3mm，长宽比≥10；
[0023]所述步骤四，
[0024]截取车身几何数据，车身除保险杠面罩、翼子板、保险杠支架的网格，采用四边形网格进行划分，基础网格为8mm；副车架采用四面体单元进行建模，基础网格尺寸3mm；
[0025]网格划分完成后，对网格进行质量检查，其中，四边形网格最小单元为2mm，四边形最小角≥45
°
，最大角≤135
°
，翘曲≤20，雅克比≥0.6，长宽比≤10；副车架四面体单元最小尺寸为1mm，单元长宽比≤5。
[0026]进一步的，所述步骤五，
[0027]材料赋予弹性模量、泊松比、密度三个参数；壳单元赋予厚度属性；赋予属性后的有限元模型重量与设计重量一致；
[0028]所述步骤六，
[0029]将划分网格的有限元模型按照实车连接关系，进行模型装配；焊点采用六面体单元，直径为6mm；螺接采用刚性单元COUP_KIN；对于车灯总成及保险杠塑料件卡接连接，采用杆单元CONN3D2，赋予X、Y、Z三个方向平动以及X、Y、Z三个方向转动刚度特性曲线。
[0030]进一步的，所述步骤七，
[0031]将保险杠面罩体单元外表面与保险杠支架体单元外表面建立接触对，保险杠面罩为主面，保险杠支架为从面，保险杠总成除保险杠支架外的其它部分设定通用接触对，摩擦系数为0.25。
[0032]进一步的，所述步骤八，
[0033]以保险杠面罩最边缘连线为X轴，保险杠边缘节点到对应翼子板节点连线为Y轴，建立局部坐标系，将保险杠面罩与翼子板对应节点赋予局部坐标系，仿真输出的结果即为局部坐标系下的位移。
[0034]进一步的，所述步骤九，
[0035]约束车身截断面、前悬挂固定点、前副车架固定点所有自由度，在Z向施加1G重力加速度，关闭几何非线性，将保险杠面罩、翼子板、保险杠支架设定为集合，只输出集合的位移信息，对模型进行调试，完成保险杠与翼子板间隙仿真分析。
[0036]进一步的，所述步骤十，
[0037]将计算结果导入后处理软件hyperview中，提取在局部坐标系下保险杠面罩与翼子板间隙的变化值，目标值设定为间隙变化量≤0.5mm，上下间隙差≤0.2mm；如不满足要求，需要对保险杠总成或支架进行优化，优化的依据为仿真输出的位移云图，对位移云图薄弱位置进行局部加强，直到仿真结束。
[0038]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计装置，包括：
[0039]第一网格划分模块，用于对保险杠面罩进行网格划分；
[0040]第二网格划分模块，用于抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；
[0041]第三网格划分模块，用于对保险杠支架四面体单元网格进行划分；
[0042]第四网格划分模块，用于截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；
[0043]材料属性赋予模块，用于对仿真模型各零部件进行材料及属性进行赋予；
[0044]模型装配模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；
[0045]接触设置模块，用于对保险杠与翼子板间隙仿真分析模型进行接触关系的设定
[0046本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对保险杠面罩进行网格划分；步骤二、抽取翼子板的中性面，完成四边形网格的划分；步骤三、对保险杠支架四面体单元网格进行划分；步骤四、截取车身几何数据，完成除保险杠面罩、翼子板和保险杠支架外的其它零部件的网格划分；步骤五、赋予材料属性；步骤六、对保险杠与翼子板间隙仿真模型进行装配；步骤七、设置接触对；步骤八、建立局部坐标系；步骤九、设定边界条件，施加载荷，仿真求解；步骤十、对仿真结果进行提取并与目标值进行对比，不合格进行优化，合格流程结束。2.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤一，保险杠面罩几何数据分割为二部分，在面罩与翼子板接触一侧对保险杠面罩进行分割，分割距离为保险杠面罩最边缘处往里40mm，临近翼子板部分保持实体几何，对临近翼子板部分进行四面体网格划分，在面罩厚度上划分二层单元，对另外一部分保险杠面罩抽取中性面，进行四边形网格划分，最终使得保险杠面罩分割交界处保持体单元中间节点与面单元节点一对一耦合；所述步骤二，翼子板网格抽取中性面，将保险杠面罩最边缘位置网格节点沿面罩边缘法向映射到翼子板上，生成硬点，对翼子板中性面进行四边形网格划分，保留映射后的节点；所述步骤三，获得保险杠支架的几何数据，进行几何清理，首先对卡扣位置进行网格划分，网格基础尺寸为1mm，采用四面体单元，倒角小于0.3的去除，大于0.3的保留；除卡扣外的其它位置，采用3mm基础网格，采用四面体单元；对于划分完的网格，最小单元尺寸≥0.3mm，长宽比≥10；所述步骤四，截取车身几何数据，车身除保险杠面罩、翼子板、保险杠支架的网格，采用四边形网格进行划分，基础网格为8mm；副车架采用四面体单元进行建模，基础网格尺寸3mm；网格划分完成后，对网格进行质量检查，其中，四边形网格最小单元为2mm，四边形最小角≥45
°
，最大角≤135
°
，翘曲≤20，雅克比≥0.6，长宽比≤10；副车架四面体单元最小尺寸为1mm，单元长宽比≤5。3.根据权利要求1所述的一种乘用车保险杠与翼子板间隙设计方法，其特征在于，所述步骤五，材料赋予弹性模量、泊松比、密度三个参数；壳单元赋予厚度属性；赋予属性后的有限元模型重量与设计重量一致；所述步骤六，将划分网格的有限元模型按照实车连接关系，进行模型装配；焊点采用六面体单元，直
径为6mm；螺接采用刚性单元COUP_KIN；对于车灯总成及保险杠塑料件卡接连接，采用杆单元CONN3D2，赋予X、Y、Z三个方向平动以及X、Y、Z三个方向转动刚度特性曲线。4.根据权利要求1所述的一种乘用车...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永富，马明辉，张雨，于保君，李赫，李景潭，杨涛，王月，徐安杨，
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：