[发明专利]一种汽车焊缝位置的布置方法

说明书

本发明公开了一种汽车焊缝位置的布置方法，过程为：建立包含焊缝的系统结构的有限元模型；在所述有限元模型中对所述系统结构的相关工况进行参数设置，并确定相关工况的评价标准；确定所述系统结构相关工况拓扑优化的优化空间；根据所述相关工况参数、评价标准和拓扑优化的优化空间，确定焊缝布置优化的性能目标；根据所述性能目标，设置拓扑优化参数，并进行拓扑优化分析和有限元计算，得到优化后的焊缝布置位置。本发明通过上述方法，在对焊缝长度减少的同时，系统结构的相关性能较原设计均未下降，从而达到了降低成本的同时还精确的确定了焊缝布置的位置，从而达到优化产品质量、节约开发成本的目的。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车焊缝位置的布置方法。

背景技术

缝焊在汽车领域车身、底盘有着广泛的应用，除了一些桁架式车体结构采用满焊以外，主要是以分段焊为主，具体布置主要是参考现有焊接工艺以及工艺人员经验，焊缝的位置和长度定义缺乏明确的设计依据，易造成焊缝设计的过量或不足。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种汽车焊缝位置的布置方法，用以实现确定焊缝在车身、车架及底盘结构上的位置分布，以最低的成本发挥出最优的性能。

本发明采用的技术方案是：一种汽车焊缝位置的布置方法，建立包含焊缝的系统结构的有限元模型；在所述有限元模型中对所述系统结构的相关工况进行参数设置，并确定相关工况的评价标准；确定所述系统结构相关工况拓扑优化的优化空间；根据所述相关工况参数、评价标准和拓扑优化的优化空间，确定焊缝布置优化的性能目标；根据所述性能目标，设置拓扑优化参数，并进行拓扑优化分析和有限元计算，得到优化后的焊缝布置位置。

进一步地，还包括以下步骤：

(1)、在所述有限元模型中对所述系统结构的相关工况分别进行分析，获得优化前的所述系统结构的性能。

(2)、根据优化后的焊缝布置位置，建立优化后的所述系统结构的有限元模型，对优化后的所述系统结构的相关工况分别进行分析，获得优化后的所述系统结构的性能。

(3)、将优化后的所述系统结构的性能与优化前的所述系统结构的性能进行比较，判断优化后的所述系统结构性能是否优于优化前的所述系统结构性能；

(4)、若优化后的所述系统结构的性能低于优化前的所述系统结构的性能，则调整拓扑优化参数，重新进行拓扑优化分析和有限元计算，得到又一次优化后的焊缝布置位置，继续步骤(2)和(3)。

(5)、若优化后的所述系统结构的性能不低于优化前的所述系统结构的性能，则以优化后的焊缝布置位置为最终的焊缝布置位置。

进一步地，所述系统结构的相关工况包括根据该系统结构性能要求所需分析的模态、刚度和强度工况。

进一步地，定义所述系统结构上的所有焊缝单元为所述系统结构的相关工况拓扑优化的优化空间，所述焊缝单元为壳单元或实体单元。

进一步地，根据所述系统结构的相关工况参数、评价标准和相关工况拓扑优化的优化空间，将所述系统结构的模态频率、加载点变形量和最大应力作为所述焊缝布置优化的性能目标，并定义为拓扑优化的约束条件。

进一步地，所述焊缝布置优化的性能目标还包括拓扑优化的离散度参数，所述离散度参数的壳单元为0-2、实体单元为0-3。

进一步地，根据所述性能目标，进行拓扑优化分析和有限元计算，获取所述系统结构上受相关工况影响较大的焊缝位置，以受相关工况影响较大的焊缝位置作为优化后的焊缝布置位置。

更进一步地，所述受相关性能影响较大的焊缝位置是结构材料的密度值在大于0.3且小于1范围内的位置。