一種用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法，特別是一種能有效的將沖壓信息映射到整車安全碰撞仿真模型中去的應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由鋼板制成沖壓件需要經(jīng)過(guò)落料、沖孔、拉深、翻邊等多道塑性變形工序，塑性變形可使零件部分區(qū)域板厚減薄以及出現(xiàn)殘余應(yīng)力和塑性應(yīng)變等。碰撞是一個(gè)涉及材料非線性、幾何非線性和接觸非線性的復(fù)雜動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，高度非線性的變形過(guò)程對(duì)其初始的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)非常敏感，成型過(guò)程中產(chǎn)生的零件板厚變化、殘余應(yīng)力和塑性應(yīng)變都對(duì)碰撞分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度有直接影響。目前碰撞仿真中所采用的有限元模型是根據(jù)理想結(jié)構(gòu)幾何模型而建立，各零件的截面尺寸、板厚分布和材料性能均為設(shè)計(jì)值，沒(méi)有考慮沖壓和焊接等制造工藝給零件幾何尺寸和材料性能帶來(lái)的影響。因此，將沖壓效應(yīng)應(yīng)用到碰撞仿真中對(duì)提高碰撞仿真精度和準(zhǔn)確性具有重要意義。
[0003]目前，沖壓效應(yīng)在整車安全碰撞仿真中的應(yīng)用還很不普遍，極少數(shù)的主機(jī)廠將沖壓效應(yīng)考慮到整車安全碰撞仿真中，目前VOLVO采用的是LS-OneStepStamp，屬于DYNA開(kāi)發(fā)的一個(gè)插件，此插件的功能可以批量的對(duì)整車鈑金進(jìn)行一步法沖壓成型仿真，程序會(huì)自動(dòng)將成型仿真的不合格單元?jiǎng)h除掉，剩余合格單元INCLUDE到整車主文件中；此方法可以節(jié)省很大的建模時(shí)間，但是缺點(diǎn)是不能與實(shí)際的沖壓成型仿真相對(duì)應(yīng)，與實(shí)際的有出入；
[0004]另一種方式我們采用的是根據(jù)制件的沖壓成型工藝將制件沖壓成型仿真出來(lái)，并根據(jù)三節(jié)點(diǎn)映射法將沖壓成型后的厚度和應(yīng)變信息映射到整車安全碰撞仿真中，此方法需耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，但其因?yàn)榘凑諏?shí)際生產(chǎn)工藝進(jìn)行仿真，與實(shí)際的成型精度很相近，接近90%。因此，為了提高整車安全碰撞的仿真精度，并縮短考慮沖壓效應(yīng)所花費(fèi)的時(shí)間，保證將沖壓效應(yīng)完整有效的引用到整車安全碰撞仿真中，設(shè)計(jì)一套有利縮短仿真時(shí)間的沖壓信息映射應(yīng)用方法是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何在縮短整車安全碰撞仿真時(shí)間的同時(shí)保證整車安全碰撞的仿真精度。
[0006]本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法，其特征在于，所述應(yīng)用方法包括如下步驟:
[0007]A、根據(jù)車型的開(kāi)發(fā)目標(biāo)確定整車安全碰撞仿真中需要考慮的實(shí)驗(yàn)工況；
[0008]B、分別建立各工況下需要進(jìn)行沖壓成型仿真分析的制件清單，將制件清單中的制件根據(jù)對(duì)整車安全碰撞的影響大小進(jìn)行分類；
[0009]C、根據(jù)分類將各工況下的制件分別采用增量法和批量一步法的方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析；
[0010]D、記錄各制件通過(guò)增量法或批量一步法進(jìn)行沖壓成型仿真分析的工序及參數(shù)；
[0011]E、將通過(guò)增量法和批量一步法這兩種方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析后的結(jié)果映射到整車安全碰撞仿真中。
[0012]在本用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，首先，根據(jù)車型的開(kāi)發(fā)目標(biāo)，確定整車安全碰撞仿真中需要考慮的實(shí)驗(yàn)工況，針對(duì)各個(gè)工況建立需要進(jìn)行沖壓成型仿真分析的制件清單，再根據(jù)制件對(duì)整車安全碰撞的影響程度進(jìn)行分類，一般分為兩類，一類是對(duì)整車安全碰撞影響小的，一類是對(duì)整車安全碰撞影響大的，再根據(jù)這一分類，將各工況下的制件分別采用批量一步法和增量法進(jìn)行沖壓成型仿真分析，并記錄沖壓成型仿真分析過(guò)程中的工序及參數(shù)，便于后期同類制件可以快速進(jìn)行沖壓成型仿真分析，之后將沖壓成型仿真分析所得的結(jié)果映射到整車安全碰撞仿真模型中，能有效提高整車安全碰撞的仿真精度，并縮短考慮沖壓效應(yīng)所花費(fèi)的時(shí)間。
[0013]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟A中，需要考慮的實(shí)驗(yàn)工況包括偏置碰撞工況、正面碰撞工況、側(cè)面碰撞工況、后部碰撞工況、側(cè)面柱碰撞工況、車頂靜壓工況、車門側(cè)擠工況、低速碰撞工況和行人保護(hù)工況。
[0014]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟B中，制件在整車安全碰撞中影響大小的判斷過(guò)程包括分析各工況下各個(gè)白車身鈑金件的制件在整車安全碰撞仿真中的作用和位置。通過(guò)分析制件在整車安全碰撞仿真中的作用和位置可快速有效地對(duì)各個(gè)制件進(jìn)行區(qū)分，縮短整車碰撞仿真的時(shí)間。
[0015]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟B中，若白車身鈑金件的制件位于整車碰撞仿真模型的某工況的傳力路徑上，則判斷該制件為安全關(guān)鍵件，根據(jù)此判斷依據(jù)，將各個(gè)工況下的制件分為安全關(guān)鍵件和非安全關(guān)鍵件，并建立安全關(guān)鍵件制件清單和非安全關(guān)鍵件制件清單。將各工況下的制件進(jìn)行分類，為采用不同的方式進(jìn)行沖壓成型仿真提供便利，進(jìn)而可縮短整車碰撞仿真的時(shí)間。
[0016]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟B中，將整車安全碰撞仿真中需要考慮的實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行適當(dāng)搭配，進(jìn)而從中選擇出安全關(guān)鍵件制件清單和非安全關(guān)鍵件制件清單。將工況進(jìn)行適當(dāng)搭配，可避免對(duì)各個(gè)工況之間都涉及到的制件進(jìn)行重復(fù)沖壓成型仿真分析，進(jìn)而縮短整車碰撞仿真的時(shí)間。
[0017]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟C中，將安全關(guān)鍵件制件清單中的制件均采用增量法的方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析，將非安全關(guān)鍵件制件清單中的制件均采用批量一步法的方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析。將安全關(guān)鍵件采用增量法進(jìn)行沖壓成型仿真分析，因?yàn)樵隽糠ㄐ枰紤]加工出零件的工藝步驟方案、每一步驟的模面方案及零件展開(kāi)尺寸的預(yù)測(cè)和優(yōu)化，計(jì)算精度高，那么映射到整車安全碰撞的仿真精度高；對(duì)于非安全關(guān)鍵件采用批量一步法，簡(jiǎn)便快捷，采用上述方式可在提高整車安全碰撞仿真精度的同時(shí)縮短整車安全碰撞仿真的時(shí)間。
[0018]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟C中，采用增量法進(jìn)行沖壓成型仿真分析的步驟包括建立沖壓成型仿真模型、設(shè)置各工藝流程及參數(shù)和沖壓成型分析。采用增量法進(jìn)行沖壓成型仿真分析，計(jì)算精度高，成型分析結(jié)果可
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[0019]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟C中，采用批量一步法進(jìn)行沖壓成型仿真分析的步驟包括采用DYNA軟件插件對(duì)零件的產(chǎn)品形狀進(jìn)行求解計(jì)算從而生成零件的展開(kāi)尺寸，同時(shí)對(duì)零件的成型情況進(jìn)行分析和判斷。批量一步法不需要設(shè)計(jì)模具模面，簡(jiǎn)單快捷。
[0020]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟D中，將各工況下需要進(jìn)行增量法沖壓成型仿真分析的安全關(guān)鍵件分別建立一個(gè)沖壓成型仿真指導(dǎo)手冊(cè)，并在指導(dǎo)手冊(cè)中記錄安全關(guān)鍵件的沖壓成型工序及參數(shù)。建立沖壓成型仿真指導(dǎo)手冊(cè)，可便于后期查找此類零件的沖壓成型仿真方法。
[0021]在上述的用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法中，在所述步驟E中，首先建立整車安全碰撞仿真模型，用軟件Hypermesh劃分碰撞模型網(wǎng)格，設(shè)置有限元模型材料和屬性，再將沖壓成型仿真分析后的結(jié)果向整車安全碰撞仿真模型映射。將沖壓成型仿真分析結(jié)果映射到整車安全碰撞仿真模型中，可以使整車安全碰撞仿真模型的分析結(jié)果更加貼近實(shí)際，從而提高整車安全碰撞的仿真精度。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法具有以下優(yōu)占.V.
[0023]1、本發(fā)明根據(jù)白車身鈑金件的制件在整車安全碰撞仿真中的作用及位置，將各工況下的制件分為兩種類型，進(jìn)而采用兩種不同的方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析，在縮短整車安全碰撞仿真時(shí)間的同時(shí)，提高了整車安全碰撞仿真的精度，保證了沖壓效應(yīng)完整有效地引用到整車安全碰撞仿真中。
[0024]2、本發(fā)明根據(jù)各工況整理好的需要進(jìn)行增量法沖壓成型分析的制件分別建立一個(gè)沖壓成型仿真指導(dǎo)手冊(cè)，此手冊(cè)記錄的內(nèi)容為基于現(xiàn)場(chǎng)此制件的沖壓成型工序及參數(shù)，便于后期查找此類零件的沖壓成型仿真方式，縮短整車安全碰撞仿真時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0026]本用于整車安全碰撞仿真的沖壓信息映射應(yīng)用方法包括如下步驟:
[0027]A、根據(jù)車型的開(kāi)發(fā)目標(biāo)確定整車安全碰撞仿真中需要考慮的實(shí)驗(yàn)工況，其需要考慮的實(shí)驗(yàn)工況包括偏置碰撞工況、正面碰撞工況、側(cè)面碰撞工況、后部碰撞工況、側(cè)面柱碰撞工況、車頂靜壓工況、車門側(cè)擠工況、低速碰撞工況和行人保護(hù)工況；
[0028]B、分別建立各工況下需要進(jìn)行沖壓成型仿真分析的制件清單，將制件清單中的制件根據(jù)對(duì)整車安全碰撞的影響大小進(jìn)行分類；制件在整車安全碰撞中影響大小的判斷過(guò)程包括分析各工況下各個(gè)白車身鈑金件的制件在整車安全碰撞仿真中的作用和位置，若白車身鈑金件的制件位于整車碰撞仿真模型的某工況的傳力路徑上，則判斷該制件為安全關(guān)鍵件，根據(jù)此判斷依據(jù)，將各個(gè)工況下的制件分為安全關(guān)鍵件和非安全關(guān)鍵件，并建立安全關(guān)鍵件制件清單和非安全關(guān)鍵件制件清單；
[0029]C、根據(jù)步驟B中的分類，將安全關(guān)鍵件制件清單中的制件均采用增量法的方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析，具體步驟包括建立沖壓成型仿真模型，設(shè)置各工藝流程及參數(shù)，沖壓成型分析；將非安全關(guān)鍵件制件清單中的制件均采用批量一步法的方式進(jìn)行沖壓成型仿真分析，具體步驟包括采用DYNA軟件插件對(duì)零件的產(chǎn)品形狀進(jìn)行求解計(jì)算從而生成零件的展開(kāi)尺寸，同時(shí)對(duì)零件的成型情況進(jìn)行分析和判斷；
[0030]D、將各工況下需要進(jìn)行沖壓成型仿真分析的安全關(guān)鍵件分