[发明专利]汽车结构关键焊缝识别方法、系统、装置及汽车生产工艺

说明书

本发明属于汽车制造技术领域，提出了汽车结构关键焊缝识别方法、系统、装置及汽车生产工艺，包括一种汽车结构关键焊缝识别方法，其中步骤一：建立汽车结构件的有限元模型，并建立所述汽车结构件间的焊缝连接模型，步骤二：建立设计变量并与焊缝的厚度关联，并建立设计响应并与焊缝的结构性能指标关联，并进行设计变量和设计响应的灵敏度分析，得到每条焊缝的灵敏度，步骤三：对焊缝灵敏度进行排序并选出关键焊缝，通过上述技术方案，解决了现有技术中在汽车生产过程中对全部焊缝进行管控排查整改耗费大量人力物力的技术问题。

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，涉及汽车结构关键焊缝识别方法、系统、装置及汽车生产工艺。

背景技术

焊缝连接是汽车结构件常见的连接方式之一。焊缝的质量对于汽车零部件的结构性能有重要影响。汽车零部件制造过程中，普遍存在焊缝质量未达设计状态的现象，从而导致零部件的刚度、模态和强度等指标明显低于设计指标。

对汽车结构件的全部焊缝进行详细管控、排查和整改，能够保证焊缝质量，但这种做法需要耗费大量的人力和时间，无法在实际制造过程中实施。所以需要开发一种有效的手段，在设计阶段即确定出关键焊缝，然后在汽车制造过程中对关键焊缝进行重点管控。

发明内容

本发明提出汽车结构关键焊缝识别方法、系统、装置及汽车生产工艺，解决了上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车结构关键焊缝识别方法，

步骤一：建立汽车结构件的有限元模型，并建立所述汽车结构件间的焊缝连接模型，

步骤二：建立设计变量并与焊缝的厚度关联，并建立设计响应并与焊缝的结构性能指标关联，并进行设计变量和设计响应的灵敏度分析，得到每条焊缝的灵敏度，

步骤三：对焊缝灵敏度进行排序并选出关键焊缝。

作为进一步的技术方案，在建立所述汽车结构件间的焊缝连接模型时，对焊缝采用壳单元模拟。

作为进一步的技术方案，在步骤二中，建立设计变量初始值设置为焊缝单元的初始厚度，焊缝的结构性能指标包括结构变形量、最高应力、刚度、模态频率。

作为进一步的技术方案，进行灵敏度分析时，需建立指定优化目标函数并确定最优化目标灵敏度，灵敏度为每条焊缝厚度分别增加单位值，所引起的设计响应改变量，

作为进一步的技术方案，最优化目标灵敏度为结构性能指标-质量比灵敏度，优化目标函数为：

最优化目标灵敏度＝结构性能指标灵敏度/质量灵敏度。

作为进一步的技术方案，在建立汽车结构件的有限元模型中，需建立有限元网格，并对有限元网格精细化处理，为有限元模型中的汽车结构件各部件赋正确的材料参数和厚度。

作为进一步的技术方案，对焊缝采用壳单元模拟，将每条焊缝作为独立组件，并为每条焊缝赋材料和厚度，材料为焊缝所连接的汽车零部件中屈服强度低的材料，厚度为焊缝所连接的汽车零部件中薄的材料。

作为进一步的技术方案，在步骤三中，选出焊缝灵敏度排列中前1/5-1/3的焊缝作为关键焊缝。

一种汽车结构关键焊缝识别系统，用于实施所述汽车结构关键焊缝识别方法，其特征在于，所述汽车结构关键焊缝识别系统包括：

模型设计模块，模型数据模块，运算模块，排列模块，

模型设计模块，用于建立汽车结构件的有限元模型和焊缝连接模型，

模型数据模块，用于记录汽车结构件和焊缝的材料和厚度，并记录设计变量和设计响应，

运算模块，用于计算每个设计响应的灵敏度，并计算焊缝的灵敏度，