[发明专利]白车身数字化封样方法

摘要

一种白车身数字化封样方法，包括冲压成形仿真、焊装仿真和匹配优化，通过冲压成形仿真对产品的冲压成形性进行分析，焊装仿真根据冲压仿真的车身零件的模型，计算由于焊接装配过程造成的结构体装配偏差，最后对结构体的装配质量进行优化匹配，通过中心控制计算机实现三个过程之间的数据交换反馈和数据的调和。本发明为白车身数字化样车的开发提供了一套高效的方法，与传统的物理样机的制造方法相比可以大大缩短样机制造的周期，并可以实现系统级的优化方案；与现有的虚拟样机开发方法相比，数据流的控制效率更高，精度有明显的提高。

主权项

1、一种白车身数字化封样方法，其特征在于通过建立冲压仿真子系统、焊 装仿真子系统和匹配优化子系统对样机制造过程进行仿真分析，通过中心控制 计算机实现各个子模块之间的数据交换和反馈，制造系统级的最优数字化样机， 具体包括如下步骤： 1)冲压成形仿真 首先对原始设计图纸进行扫描，形成光栅图，进行矢量化的处理，在Cartia 系统内进行三维造型，形成一个完整的反映实际三维变形情况的几何模型；再 采用Belytschko-Tsay壳单元进行仿真分析的前处理，用大变形弹塑性有限元法 对成形前后板材的几何形状变化进行分析计算，得到冲压成形过程中的各参数 及物理量的变化情况，结果输入中心计算机； 2)协同模块处理 通过中心控制计算机中的控制模块判断数据的流向。若计算结果符合要求， 以曲面重构技术为基础的协同模块根据冲压过程生成的零件有限元模型构造曲 面，建立能够反映零件实际形状的实体模型；实现冲压仿真子系统和焊装工艺 仿真子系统间的快速数据转换；若计算结果不符合要求，则将修改数据反馈到 产品模型或者模具模型进行修改； 3)焊装过程仿真 根据中心控制计算机传过来的车身零件的模型，计算由于焊接装配过程造 成的结构体装配偏差，作为匹配优化子系统的输入，设定点焊模拟的边界条件 和选择关键点，以在点焊过程预压阶段因电极力作用克服零件配合间隙导致的 零件变形代替经过整个点焊过程后的零件变形，通过ANSYS等有限元软件，模 拟关键点在装配过程中的偏差变化，计算结构体的焊接质量，输入中心计算机； 4)车身结构匹配优化 根据焊装过程仿真子系统得到的装配体的尺寸质量，以车身装配的间隙和 平整度为目标函数，实现整个装配结构的优化匹配。