【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混动车型燃油箱仿真，尤其涉及一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法。
技术介绍
1、混动乘用车的燃油箱与传统车燃油箱结构和功能类似，部分混动车燃油箱容量偏小，主要作用是储存并提供发动机燃油。与传统车相比，主要区别在于燃油使用率，大部分phev及增程式混动车均以电机作为主要的动力形式，发动机作为动力补充，故而燃油消耗速度较慢，而燃油箱的工作温度高于常温，燃油蒸发量较大，因此封闭燃油箱内部会产生较大的压强。在燃油使用频率较低的情况下，混动车型燃油箱在内部的高压环境下承受车辆对燃油箱的随机载荷作用，在这种极端工况下油箱极易产生较大的应力和变形。因此，有必要校核燃油箱在极限环境工况下的结构强度。
2、混动乘用车燃油箱一般是悬挂式燃油箱，通过绑带结构将悬挂油箱固定到车身，绑带结构提供燃油箱设计下表面，车身提供燃油箱设计下表面。燃油箱安装过程，绑带向上装配带动燃油箱整体向上变形，绑带和车身作为设计边界条件限制燃油箱的位移和变形，对燃油箱有载荷作用，同时燃油箱对车身和绑带产生反作用。同样，在车辆行驶工况中，混动燃油箱受到内部高温高压作用而膨胀变形，从而燃油箱表面受到车身和绑带的约束，相互之间产生力的作用均产生产生变形和结构应力，绑带-燃油箱-车身作为一个装配系统，需要进行强度设计。
3、传统分析方法将车身和绑带当做边界条件；部分分析中车身作为边界条件，绑带随油箱变形；但两种建模方式都未考虑绑带与车身装配后，随装配固定端车身的运动，也未考虑车身变形造成的燃油箱上边界的变化，因此从建模角度考虑，这两种方式的模型
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于有限元分析的混动车型燃油箱结构强度分析方法，包括燃油箱建模、工况定义、综合评价，支撑燃油箱高精度的结构强度分析，并在此基础上形成一种混动车燃油箱的结构强度设计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，包括：
3、建立高精度的混动车燃油箱有限元模型；
4、根据燃油箱有限元模型进行高精度的燃油箱仿真分析；
5、根据燃油箱仿真分析对燃油箱结构强度进行校核；
6、根据燃油箱结构强度校核对燃油箱结构优化设计。
7、进一步地，建立高精度的混动车燃油箱有限元模型，还包括：
8、燃油箱网格划分，对燃油箱结构进行网格划分，并检查网格质量；
9、箱体内部连接定义，对燃油箱内部结构划分网格，并按实际方式与燃油箱连接；
10、箱体外部网格划分，包括油箱绑带结构、地板结构及车身结构，并体现结构间实际连接方式；
11、箱体与车身连接，包括燃油箱与油箱绑带的连接，燃油箱与地板的连接，其中，燃油箱与地板之间按连接方式不同进行操作；
12、材料及属性定义，定义燃油箱结构、地板结构、车身结构及其他结构的材料，定义实体和钣金结构属性。
13、进一步地，包括：
14、燃油箱网格划分采用四边形壳单元进行燃油箱建模；
15、燃油箱内部结构与燃油箱连接面均定义绑定约束连接；
16、燃油箱外部结构包括燃油箱绑带、地板以及与地板连接的车身结构，地板与车身模型需体现实际连接关系。
17、进一步地，燃油箱与地板之间按连接方式不同进行操作，还包括：
18、地板与燃油箱硬接触，分别定义地板及燃油箱的接触面，并定义二者组成的接触对；
19、地板与燃油箱软接触，中间布置若干发泡结构或橡胶结构连接点，分别定义燃油箱-软接触结构之间，以及软接触结构-地板之间的连接关系，保证模型中燃油箱、缓冲结构和车身之间的载荷传递路径。
20、进一步地，根据燃油箱有限元模型进行高精度的燃油箱仿真分析，还包括：
21、加载燃油箱装配载荷，油箱绑带与车身连接位置加载螺栓预紧力，模拟绑带装配到车身的状态，获得结构应力场s1、变形场u1及支反力rf1；
22、姿态校核，提取燃油箱箍带与车身装配位置的变形，若加载燃油箱装配载荷完成后箍带位置与设计装配位置的差值满足以下条件：
23、δi＜0.05ui——公式(1)；
24、其中，δi表示第i个装配位置箍带装配后与实际位置的误差值，ui表示第i个箍带连接位置的装配变形；
25、判定模型精度是否满足要求，如果不满足要求，则返回建立高精度的混动车燃油箱有限元模型，重新定义结构的连接、调整材料及属性，直至满足公式(1)的要求；
26、如果满足要求，则进行加载燃油泵预载，燃油泵的上端和下端施加燃油泵弹簧的预载，获得结构应力场s2及安装点支反力rf2；
27、加载结构重力，燃油箱及箱内结构、绑带、绑带垫片结构施加重力载荷，模拟装配后燃油箱空载条件下的状态，获得结构应力场s3及支反力rf3；
28、加载燃油重力，燃油箱内表面向结构外表面施加极限静水压，获得燃油箱在满载状态下的结构应力场s4和支反力rf4；
29、加载极限内压，燃油箱内表面及箱内结构外表面施加极限内压，模拟混动车燃油箱箱内燃油饱和蒸发极限条件下膨胀的状态，获得结构应力场s5和支反力rf5；
30、垂向加速度工况，模拟在燃油箱满载极限胀箱条件下，燃油箱承受极限垂向加速度的状态，求解分析模型后获得结构应力场s6和支反力rf6；
31、重复加载燃油箱装配载荷、姿态校核、加载燃油泵预载、加载结构重力、加载燃油重力、加载极限内压，求解不同温度条件下的燃油箱模型，求解并获得不同温度条件下燃油箱的应力s和支反力rf。
32、进一步地，包括：
33、姿态校核中，燃油箱绑带至少一部分通过衬套与车身连接，根据衬套中橡胶部分的变形能力，采用箍带连接位置的变形校核结构姿态；
34、加载极限内压中，对于板壳单元建模的燃油箱，需调整所有单元法向一致向内或一致向外，保证箱体所有位置的内压均衡；
35、垂向加速度工况中，采用静水压加载方式施加垂向加速度载荷，垂向加速度工况包括燃油箱向上加速度工况和燃油箱向下加速度工况，燃油箱向上加速度工况中压力沿垂向方向向下增加，燃油箱向下加速度工况中燃油箱压力沿垂向向上增加。
36、进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，建立高精度的混动车燃油箱有限元模型，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求2所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，燃油箱与地板之间按连接方式不同进行操作，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，根据燃油箱有限元模型进行高精度的燃油箱仿真分析，还包括：
6.根据权利要求5所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求5所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，根据燃油箱仿真分析对燃油箱结构强度进行校核，还包括：
8.根据权利要求7所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求7所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，根据燃油箱结
10.根据权利要求9所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，建立高精度的混动车燃油箱有限元模型，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求2所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，燃油箱与地板之间按连接方式不同进行操作，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种混动乘用车燃油箱结构强度设计方法，其特征在于，根据燃油箱有限元模型进行高精度的燃油箱仿真分析，还包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：武小一，许晓珊，王雨晴，李继川，韩超，于礼艳，李锋，
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：
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