[发明专利]前纵梁设计方法

说明书

本发明公开了一种前纵梁设计方法，所述前纵梁设计方法包括：步骤S1，确定目标车型的前纵梁的变形模式，确定所述目标车型的所述前纵梁的截面属性；步骤S2，仿真分析所述目标车型的正面碰撞工况；步骤S3，根据仿真分析结果，将所述前纵梁划分成至少一个折弯区，构造响应面函数；步骤S4，根据所述响应面函数，计算每个所述折弯区的板材厚度。根据本发明的前纵梁设计方法，对车辆结构研发工作具有重要的引导作用，还可以避免盲目设计截面，减少经验判断依赖程度，最大程度实现汽车结构轻量化设计，避免了人力物力浪费，降低了生产成本，简化了前纵梁的设计步骤。

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其是涉及一种前纵梁设计方法。

背景技术

汽车正面碰撞安全课题是汽车的一个关键点，随着安全法规升级，其中2021年新增兼容性偏置碰，对车体前端结构设计提出更大挑战，而碰撞安全仿真优化是研究汽车碰撞安全的重要技术手段，但是如何在确保碰撞性能的前提下快速确定最低成本的纵梁结构方案，仍待解决。

现有方案为应用整车仿真试算优化，优化达标方案的质量与工程师经验程度非常相关，工程师需进行反复优化。并且都是在性能达标后进行减重降本，未能实现最大程度轻量化水平。同时以往方案未考虑截面属性优化，可能会出现前期设计不合理导致性能不达标。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种前纵梁设计方法，所述前纵梁设计方法可以实现前纵梁最大程度轻量化。

根据本发明的前纵梁设计方法，包括：步骤S1，确定目标车型的前纵梁的变形模式，确定所述目标车型的所述前纵梁的截面属性；步骤S2，仿真分析所述目标车型的正面碰撞工况；步骤S3，根据仿真分析结果，将所述前纵梁划分成至少一个折弯区，构造响应面函数；步骤S4，根据所述响应面函数，计算每个所述折弯区的板材厚度；其中，所述根据仿真分析结果，构造响应面函数，包括：采用拉丁超立方基于简化后整车模型进行抽样，建立参数化前纵梁结构的正面碰撞的有限元模型样本库，根据所述有限元模型样本库构造响应面函数。

根据本发明的前纵梁设计方法，能够在工程上快速并且实现高自动化设计前纵梁结构最佳厚度组合，在满足偏置碰撞与全正碰撞性能的同时充分进行轻量化优化，对车辆结构研发工作具有重要的引导作用，还可以避免盲目设计截面，减少经验判断依赖程度，最大程度实现汽车结构轻量化设计，避免了人力物力浪费，降低了生产成本，简化了前纵梁的设计步骤。

进一步地，所述步骤S2包括：步骤S21，仿真分析所述目标车型的正面碰撞工况；步骤S22，简化整车模型；步骤S23，获取所述目标车型的碰撞工况的评价信息；步骤S24，比较所述整车模型简化前后的评价信息的一致性，若一致性满足预设范围，则进行步骤S3，若一致性不满足预设范围，则重复步骤S21。

进一步地，在所述步骤S3中，所述根据仿真分析结果，构造响应面函数，包括：采用拉丁超立方基于简化后整车模型进行抽样，建立参数化前纵梁结构的正面碰撞的有限元模型样本库，根据所述有限元模型样本库构造响应面函数。

进一步地，所述步骤S4包括：S41，设定预设参数区间；S42，根据所述响应面函数计算所述前纵梁的板材厚度的第一计算值，S43，判断每个所述折弯区的板材厚度的第一计算值是否位于对应的预设参数区间，若满足，则所述第一计算值为板材设计厚度；若不满足，则将所述第一计算值调整至对应的预设参数区间内，得出板材设计厚度。

进一步地，前纵梁设计方法还包括：步骤S5，根据所述响应面函数的设计目标，对板材设计厚度进行设计优化，所述设计目标包括偏置碰撞兼容性罚分、在全正碰撞和偏置碰撞两种情况下的前壁板侵入量和在全正碰撞和偏置碰撞两种情况下的B柱底部加速度。

进一步地，所述步骤S5还包括：以最小质量为优化目标，对所述板材的设计厚度进行质量优化。