【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车，具体的说是一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法、装置、终端及存储介质。
技术介绍
1、乘用车箍带及油箱总成结构如图1所示。油箱箍带由板材冲压而成，通过打紧箍带两端螺栓将油箱固定于车身上，完成油箱的装配。箍带两端往往为受力集中点，为加强箍带强度，在箍带两端通常采用多层板点焊结构。为防止箍带、油箱、车身三者之间产生碰撞和异响，一般在箍带两端固定点、箍带与油箱之间、油箱与车身地板之间均有减震橡胶软垫。车辆行驶过程中，油箱及内部液体产生的冲击载荷全部依靠箍带承载，即油箱箍带会承受来自垂向、纵向、横向的载荷，因此要保证箍带具有一定的强度耐久性能。
2、目前乘用车油箱箍带强度耐久分析方法主要存在以下问题：1、对油箱箍带承受外载的边界条件描述不够准确，往往采用简化的刚性连接，且不考虑箍带两端螺栓预紧、油箱周边橡胶软垫及油箱上部车体的限位作用。实际上，为避免油箱在行驶过程中发生晃动，预紧完成时，油箱在箍带的作用下被紧固于地板上，箍带上已经存在预应力；同时，由于箍带与油箱之间、油箱与地板之间橡胶软垫的作用，又在一定程度上减弱了油箱对箍带的冲击载荷。2、箍带两端与车身连接位置往往采用“钢套+橡胶衬套+螺栓”的连接方式，箍带上、下表面均与橡胶衬套直接接触，以此来缓解车辆行驶过程中带来的应力集中和异响问题。该连接位置橡胶衬套的变形能力对油箱的整体运动量有很大影响，进而改变箍带上的应力分布方式，因此，对该位置连接结构进行详细建模、对橡胶衬套属性进行详细描述很有必要。3、实际装配时，箍带紧固位置的钢套承载了几乎全部
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法、装置、终端及存储介质，是一种基于“形貌优化+拓扑优化”顺序的燃油箱箍带轻量化设计方法，效率高、仿真计算得到的箍带强度耐久性能与实际试验结果误差小。
2、本专利技术技术方案结合附图说明如下：
3、第一方面，本专利技术实施例提供了一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，包括以下步骤：
4、建立油箱壳体有限元模型并找到油箱内部液体及各配重质心点创建mass单元；
5、建立箍带总成有限元模型；
6、建立箍带与油箱之间的橡胶软垫网格模型；
7、建立油箱与车身地板之间的橡胶软垫模型和地板模型；
8、定义各部件之间的连接关系及接触面属性参数；
9、赋予箍带、焊点、油箱、mass单元、橡胶软垫、螺栓螺母、钢套、车身模型相应的材料属性参数及板壳厚度参数；
10、定义约束条件；
11、对装配工况下箍带紧固位置刚度和钢套强度进行校核；
12、对箍带静强度进行校核；满足装配要求后，继续添加油箱内载及外部冲击载荷；
13、对箍带耐久性能进行校核；
14、针对强度耐久性能符合要求有设计余量的箍带进行轻量化设计。
15、进一步的，所述建立油箱壳体有限元模型并找到油箱内部液体及各配重质心点创建mass单元的具体方法如下：
16、将箍带及油箱总成几何模型导入有限元分析软件，抽取油箱壳体中性面，使用s4r单元进行网格划分，单元尺寸为5mm；油箱总成内部包含油液、支撑立柱、防浪板和储油桶，进行有限元建模时对油箱内部结构进行简化，分别找到油液、支撑立柱、防浪板和储油桶配重质心位置并建创建mass单元，按照实际布置形式，将各质心的mass单元与油箱壳体建立分布耦合约束关系。
17、进一步的，所述建立箍带总成有限元模型的具体方法如下：
18、抽取箍带几何模型中性面采用s4r单元进行网格划分并建立spot焊点；箍带网格尺寸大小为2mm，箍带两端焊点分布区域网格为规则长方形，不同层之间网格节点对齐；根据焊点实际位置在相应网格节点上创建spot单元，所述spot焊点模型包括内核、外核及连接不同层板焊点中心的梁单元；
19、建立箍带与车身连接位置详细模型；采用六面体单元对箍带两端紧固位置的螺栓、螺母、钢套、橡胶衬套及该位置车身支架进行网格划分，以实际装配时螺栓预紧之前的间隙量δ为参考，在钢套上表面与车身支架下表面之间预留间隙量。
20、进一步的，在划分网格时，钢套厚度方向至少应有3层网格。
21、进一步的，所述建立箍带与油箱之间的橡胶软垫网格模型的具体方法如下：
22、油箱下表面橡胶软垫与箍带之间实际为接触关系，建模时，橡胶软垫与箍带壳单元之间采用共节点方式连接；在两者接触区域创建与橡胶软垫厚度一致的六面体单元，单元层数为3层；调整箍带不同层板壳单元法向，保证考虑厚度影响后与真实结构一致。
23、进一步的，所述建立油箱与车身地板之间的橡胶软垫模型和地板模型的具体方法如下：
24、使用六面体单元对橡胶软垫进行网格划分，单元层数为3层以上；在网格划分时，以单元形状为正方体为佳；采用板壳单元建立车身地板模型，地板模型中的连接关系采用刚性单元连接即可。
25、进一步的，所述定义各部件之间的连接关系及接触面属性参数的具体方法如下：
26、定义箍带两端螺栓紧固位置各部件的连接关系，箍带与橡胶衬套之间、箍带各层板之间、钢套与螺栓之间、钢套与橡胶衬套之间、钢套与车身支架之间、车身支架与螺母之间均定义滑动接触关系，螺母与螺栓之间定义绑定约束关系；
27、定义箍带及油箱总成各部件的连接关系，箍带与油箱下表面橡胶软垫共节点连接，油箱与其上、下表面橡胶软垫之间均定义绑定约束关系，油箱上表面橡胶软垫和车体之间定义滑动接触关系；
28、根据每个接触对的材料特性，设置相应接触面属性参数。
29、进一步的，所述赋予箍带、焊点、油箱、mass单元、橡胶软垫、螺栓螺母、钢套、车身模型相应的材料属性参数及板壳厚度参数的具体方法如下：
30、所需材料参数至少包括弹性模量、泊松比、密度；
31、橡胶类材料属性均采用超弹性材料本构方程进行描述；
32、每一个mass单元的质量与其所代表的配重质量保持一致。
33、进一步的，所述定义约束条件的具体方法如下：
34、约束车身支架及油箱上方地板模型截面节点1-6方向自由度。
3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立油箱壳体有限元模型并找到油箱内部液体及各配重质心点创建mass单元的具体方法如下：
3.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立箍带总成有限元模型的具体方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，在划分网格时，钢套厚度方向至少应有3层网格。
5.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立箍带与油箱之间的橡胶软垫网格模型的具体方法如下：
6.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立油箱与车身地板之间的橡胶软垫模型和地板模型的具体方法如下：
7.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述定义各部件之间的连接关系及接触面属
8.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述赋予箍带、焊点、油箱、mass单元、橡胶软垫、螺栓螺母、钢套、车身模型相应的材料属性参数及板壳厚度参数的具体方法如下：
9.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述定义约束条件的具体方法如下：
10.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述对装配工况下箍带紧固位置刚度和钢套强度进行校核的具体方法如下：
11.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述对箍带静强度进行校核的具体方法如下：
12.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述对箍带耐久性能进行校核的具体方法如下：
13.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述针对强度耐久性能符合要求有设计余量的箍带进行轻量化设计的具体方法如下：
14.一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计装置，其特征在于，包括：
15.一种终端，其特征在于，包括：
16.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行如权利要求1至13任一所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立油箱壳体有限元模型并找到油箱内部液体及各配重质心点创建mass单元的具体方法如下：
3.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立箍带总成有限元模型的具体方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，在划分网格时，钢套厚度方向至少应有3层网格。
5.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立箍带与油箱之间的橡胶软垫网格模型的具体方法如下：
6.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述建立油箱与车身地板之间的橡胶软垫模型和地板模型的具体方法如下：
7.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述定义各部件之间的连接关系及接触面属性参数的具体方法如下：
8.根据权利要求1所述的一种乘用车油箱箍带强度耐久仿真及轻量化设计方法，其特征在于，所述赋予箍带、焊点、油箱、mass单元、橡胶软垫...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晓珊，李继川，武小一，姜大鑫，韩超，孟夏蕾，王旭，邢军宝，
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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