[发明专利]车身钣金零件热变形CAE仿真分析方法

说明书

本发明公开了一种车身钣金零件热变形CAE仿真分析方法。它是车身钣金零件的第一数模数据通过冲压变形仿真分析获得的第二数模数据导入到焊接工艺车身钣金零件热变形仿真系统，进行工艺车身钣金零件焊接热变形仿真分析获得的第三数模数据，再对第三数模数据进行涂装工艺热变形仿真分析获得第四数模数据。该方法只需车身3D数模即可进行热变形分析，打破了传统方法必须利用实车的束缚条件，从而可将新车型钣金热变形问题的检证、对策时间由T阶段(实车阶段)提前到CST/P/D阶段(图纸阶段)，极大地缩短实车的品熟周期。

技术领域

本发明属于车辆零部件仿真技术，具体涉及一种车身钣金零件变形仿真技术。

背景技术

车身轻量化已成为汽车行业改善油耗的主要方法之一。行业内的常用方法是通过使用新材料、优化车身结构设计，在保证碰撞、强度等要求的前提下，最大限度的降低钣金件的料厚(特别是外覆盖件蒙皮)，达到降低车身重量的效果，从而降低整车油耗。但是，外覆盖件(车门、引擎盖、侧围、顶棚等)的钣金料厚降低，其抗变形的能力变差，在涂装车间烘烤过程中，由于冲压、焊接等应力受热集中释放，白车身在烘烤后出现凹凸、曲翘变形的问题日益增多。

针对新车型外覆盖件钣金烘烤变形问题，目前行业内主要的检证方法是在T阶段(生产准备阶段)使用实车进行验证，通过不断尝试、验证、对比效果，摸索、寻找最佳对策。该方法具有实施过程简单、问题/对策效果目视直观等优点，但存在以下不足：

(1)试制阶段实车数量较少，而且试制阶段各车间工艺条件并未固化，因此很难得到真实的实物变形结果，难以排除偶然性因素影响；

(2)钣金受热变形影响因素多，通过实车找到有效对策的方法非常困难，往往需要多轮验证；验证过程需要设计、冲压、焊装、涂装等关联部门协同合作，组织协调业务量大。因此，实车验证过程消耗的人力物力成本高，且品质熟成周期长；

(3)到试制阶段，新车型的冲压模具、焊接夹具等实物已经加工完成，此时再对覆盖件型面进行调整，将产生高昂的模具、夹具改修费用，不利于新车型的开发成本控制。

因此，利用实车验证的方法对应钣金受热变形问题对提升新车型品质、缩短品质熟成周期、降低开发成本等都会造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全工艺流程的车身钣金零件受热变形CAE仿真分析方法，快速确定车身钣金零件的变形位置和变形量数据。

本发明的技术方案是：它是将车身钣金零件的第一数模数据通过冲压变形仿真分析获得的第二数模数据导入到焊接工艺车身钣金零件热变形仿真系统，进行车身钣金零件焊工艺热变形仿真分析获得的第三数模数据，再对第三数模数据进行涂装工艺热变形仿真分析获得第四数模数据。

其中，车身钣金零件的第一数模数据导入AUTOFORM软件(系统)，第二数模数据导入Abaqus软件(系统)，第三数模数据利用Abaqus软件对第三数模数据进行涂装工艺过程的热变形仿真分析。

进一步的技术特征是，所述冲压过程变形仿真分析方法包括：将车身钣金零件的第一数模数据导入到车身钣金零件冲压变形仿真分析软件，设定冲压方向，定义第一数模数据材料属性(材料型号、料厚等)，规划冲压工序，并对后工序模面、拉延压料面和拉延工艺进行设计，设定相应的工具体和分析精度参数，最后进行仿真计算，获得包含有应力应变结果的第二数模数据。即将构建的车身钣金零件的第一数模数据导入到工艺车身钣金零件冲压变形仿真系统，对第一数模数据赋予第一产品属性、第一材料属性、第一工艺属性后，对拉延压料面和拉延工艺进行修改，确认修边及冲孔展开角度，设定分析精度参数，进行仿真分析，获得包含有应力、应变结果的第二数模数据。