一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度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，具体的说是一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法和装置。本发明专利技术通过前期对车灯支架进行模流仿真，获得车灯支架注塑后的残余应力及纤维分布方向，将模流仿真结果映射到结构仿真分析软件，得到考虑车灯注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，对车灯支架进行性能设计。并且本发明专利技术可以有效提升车灯支架的仿真分析精度，在产品开发阶段，对车灯支架进行强度性能虚拟验证，减少后续车灯支架失效的风险，缩短车灯产品的开发周期，降低产品由于结构不合格重新开模的模具费用，有效提升车灯产品开发的数智化手段。手段。手段。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法和装置


[0001]本专利技术属于汽车
，具体的说是一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法和装置。

技术介绍

[0002]随着科技的不断进步，汽车的车灯变得越来越绚丽，车灯的配置及造型也成为人们购买车辆时考虑的主要因素之一，而随着车灯功能的强大，车灯里面的配件也越来越多，车灯的重量也随之增加，车灯支架发生断裂的风险也再增加。车灯支架基本都是塑料材质，塑料的强度都比较低，为增加支架强度，通常都会在塑料里增加玻纤来提升材料的特性，而增加玻纤后，材料表现为明显的各向异性，采用传统的仿真分析方法，按照各向同性去分析，分析结果与实际偏差较大。且塑料件由注塑而成，注塑过程纤维随注塑方向分布复杂，注塑后零部件内部有注塑残余应力，采用传统的结构强度分析方法，无法考虑注塑因素的影响，不仅在仿真精度偏差较大，甚至在断裂位置上都会存在不一致。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法和装置，通过前期对车灯支架进行模流仿真，获得车灯支架注塑后的残余应力及纤维分布方向，将模流仿真结果映射到结构仿真分析软件，最终得到考虑车灯注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，对车灯支架进行性能设计。本专利技术可以有效提升车灯支架的仿真分析精度，在产品开发阶段，对车灯支架进行强度性能虚拟验证，减少后续车灯支架失效的风险，缩短车灯产品的开发周期，降低产品由于结构不合格重新开模的模具费用，有效提升车灯产品开发的数智化手段，解决了现有车灯支架强度设计方法存在的上述问题。
[0004]本专利技术技术方案结合附图说明如下：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、提取车灯支架中性面，划分支架中面网格；
[0007]步骤二、将网格导入模流软件moldflow，进行网格质量检查并进行网格修复；
[0008]步骤三、对浇注系统、冷却系统进行建模，进行工艺参数设置，完成模流仿真及优化；
[0009]步骤四、完成车灯总成除车灯支架以外的其它零部件的网格划分；
[0010]步骤五、对车灯总成按照实车连接关系进行装配；
[0011]步骤六、对车灯总成各零部件赋予材料属性；
[0012]步骤七、在车灯支架根部布置加速度传感器，完成强化坏路路谱的采集，并将采集信号转化为PSD信号；
[0013]步骤八、以PSD信号作为激励，完成车灯支架振动强度分析；
[0014]步骤九、将车灯支架材料注塑成标准样条，完成0
°
、45
°
、90
°
低速拉伸材料测试；
[0015]步骤十、完成模流仿真结果到结构模型的映射，包含残余应力及纤维方向信息；
[0016]步骤十一、将映射完成的模型提交计算；
[0017]步骤十二、计算结果进行后处理，提取应力信息，如不合格，进行优化，合格，流程结束。
[0018]进一步的，所述步骤一，
[0019]中性面的基础网格尺寸为5mm，网格为三角形单元，不同厚度单元放入对应厚度的层中；
[0020]支架筋的网格按照实际筋的高度画出，与零件节点捏合。
[0021]进一步的，所述步骤二，
[0022]网格质量检查时，要保证网格取向正确，蓝色指向型腔，红色指向型芯，无交叉重叠区域，最大纵横比＜20，平均纵横比＜3，浇注系统保持连通。
[0023]进一步的，所述步骤三，
[0024]模流仿真的顺序为填充、填充和保压、填充和保压和翘曲、冷却和填充和保压和翘曲，确保前一分析工况完成之后再进行下一工况分析。
[0025]进一步的，所述步骤四，
[0026]车灯总成除车灯支架以外的其它零部件采用hypermesh抽取零部件的中性面，采用四边形网格，网格的基础尺寸为5mm。
[0027]进一步的，所述步骤五，
[0028]对于卡扣连接，采用CONNECTOR单元模拟，赋予卡扣6个自由度的刚度特性；6个自由度包括X、Y、Z三个平动自由度和X、Y、Z三个转动自由度，刚度特性要依据试验测试获得；
[0029]对于螺接，采用刚性单元进行模拟。
[0030]进一步的，所述步骤六，
[0031]材料属性的赋予按照BOM牌号，从材料生产厂家获得材料的参数特性，确保车灯总成的有限元质量与设计质量相同。
[0032]进一步的，所述步骤七，
[0033]加速度传感器采集包括X、Y、Z三个方向的信号，需要对测得信号进行处理，去除毛刺。
[0034]进一步的，所述步骤八，
[0035]在结构软件ABAQUS中，设定车灯支架为激励点，将随机振动信号施加到激励点，按照路谱采集的PSD随机振动进行加载，完成车灯总成的随机振动仿真；车灯总成的随机振动包括X、Y、Z三个方向，车灯总成零部件之间设定接触，阻尼系数设定为0.05。
[0036]进一步的，所述步骤十，
[0037]利用Helius软件，同时导入流体模型和结构模型，设定单位，完成对齐，完成模流仿真应力及纤维方向到结构软件的映射，输出时选择输出翘曲，启用断裂。
[0038]进一步的，所述步骤十一，
[0039]映射完成的模型文件包括*.inp文件、*.sif文件、*.hin文件，*.sif文件，包括纤维方向和应变信息，计算时将三个文件夹放到一个目录下，提交*.inp文件进行计算，如模型报错进行模型的调试，完成车灯支架总成随机振动联合仿真分析。
[0040]进一步的，所述步骤十二，
[0041]将分析结果导入后处理软件hyperview中，提取随机振动分析的应力结果，如最大应力超过许用应力，需对车灯支架进行结构优化，优化的方法包括局部加筋、结构加强，直到性能满足要求，确保支架能够制造出来。
[0042]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计装置，包括：
[0043]车灯支架中面网格划分模块，用于提取车灯支架中性面，划分支架中面网格；
[0044]网格质量检查及修复模块，用于将网格导入模流软件moldflow，进行网格质量检查并进行网格修复；
[0045]模流仿真分析及优化模块，用于对浇注系统、冷却系统进行建模，进行工艺参数设置，完成模流仿真及优化；
[0046]总成网格划分及装配模块，用于完成车灯总成除车灯支架外的其它零部件的网格划分；
[0047]装配模块，用于对车灯总成按照实车连接关系进行装配；
[0048]材料属性赋予模块，用于对车灯总成各零部件赋予材料属性；
[0049]路谱采集模块，用于对车灯支架根部固定位置进行强化坏路载荷采集，所采载荷作为车灯支架振动强度分析的激励源输入；
[0050]支架振动强度分析模块，用于完成车灯支架振动强度分析；
[0051]低速拉伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、提取车灯支架中性面，划分支架中面网格；步骤二、将网格导入模流软件moldflow，进行网格质量检查并进行网格修复；步骤三、对浇注系统、冷却系统进行建模，进行工艺参数设置，完成模流仿真及优化；步骤四、完成车灯总成除车灯支架以外的其它零部件的网格划分；步骤五、对车灯总成按照实车连接关系进行装配；步骤六、对车灯总成各零部件赋予材料属性；步骤七、在车灯支架根部布置加速度传感器，完成强化坏路路谱的采集，并将采集信号转化为PSD信号；步骤八、以PSD信号作为激励，完成车灯支架振动强度分析；步骤九、将车灯支架材料注塑成标准样条，完成0
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低速拉伸材料测试；步骤十、完成模流仿真结果到结构模型的映射，包含残余应力及纤维方向信息；步骤十一、将映射完成的模型提交计算；步骤十二、计算结果进行后处理，提取应力信息，如不合格，进行优化，合格，流程结束。2.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤一，中性面的基础网格尺寸为5mm，网格为三角形单元，不同厚度单元放入对应厚度的层中；支架筋的网格按照实际筋的高度画出，与零件节点捏合。3.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤二，网格质量检查时，要保证网格取向正确，蓝色指向型腔，红色指向型芯，无交叉重叠区域，最大纵横比＜20，平均纵横比＜3，浇注系统保持连通。4.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤三，模流仿真的顺序为填充、填充和保压、填充和保压和翘曲、冷却和填充和保压和翘曲，确保前一分析工况完成之后再进行下一工况分析。5.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤四，车灯总成除车灯支架以外的其它零部件采用hypermesh抽取零部件的中性面，采用四边形网格，网格的基础尺寸为5mm。6.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤五，对于卡扣连接，采用CONNECTOR单元模拟，赋予卡扣6个自由度的刚度特性；6个自由度包括X、Y、Z三个平动自由度和X、Y、Z三个转动自由度，刚度特性要依据试验测试获得；对于螺接，采用刚性单元进行模拟。7.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤六，材料属性的赋予按照BOM牌号，从材料生产厂家获得材料的参数特性，确保车灯总成的
有限元质量与设计质量相同。8.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤七，加速度传感器采集包括X、Y、Z三个方向的信号，需要对测得信号进行处理，去除毛刺。9.根据权利要求1所述的一种考虑注塑因素影响的车灯支架强度设计方法，其特征在于，所述步骤八，在结构软件ABAQUS中，设定车灯支架为...

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