一種汽車備胎艙結構的校驗方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種汽車備胎艙結構的校驗方法和裝置。所述汽車備胎艙結構的校驗方法，包括：獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性；根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值；根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷；根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值；通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。
【專利說明】一種汽車備胎艙結構的校驗方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領域，特別是指一種汽車備胎艙結構的校驗方法和裝置。
【背景技術】
[0002]汽車備胎艙是汽車車身的重要部件之一。備胎艙主要功用是容納備胎。由于備胎體積較大，因此備胎艙需要經過沖壓才能制造成艙體形狀。沖壓過程會導致備胎艙從上端到下端的厚度逐漸變薄，特別是在備胎艙底部，通常會設置有加強筋，加強筋周圍的厚度會變得更薄。在備胎未固定好的情況下，車輛通過較為惡劣的路段，如坑洼路、搓板路等，備胎對備胎艙將產生巨大的沖擊力，從而會有導致備胎艙開裂的風險。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種汽車備胎艙結構的校驗方法和裝置，在設計階段考慮了備胎艙在沖壓之后的減薄率對備胎艙的性能影響，能夠提高產品階段的備胎艙的安全性能。
[0004]一方面，提供一種汽車備胎艙結構的校驗方法，包括:
[0005]獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；
[0006]經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性；
[0007]根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值；
[0008]根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷；
[0009]根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值；
[0010]通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。
[0011]所述實際應力值包括:實際屈服應力值和實際極限應力值；
[0012]所述模擬應力值包括:第一路面對應的第一模擬應力值和第二路面對應的第二模擬應力值；所述第一模擬應力值大于所述第二模擬應力值；
[0013]所述方法還包括:
[0014]當所述第二模擬應力值大于所述實際屈服應力值；和/或所述第一模擬應力值大于所述實際極限應力值時，則對所述備胎艙進行優(yōu)化。
[0015]所述優(yōu)化為形貌優(yōu)化方法。
[0016]所述方法還包括:
[0017]對經過形貌優(yōu)化后的所述備胎艙進行路試試驗，以驗證所述備胎艙是否開裂。
[0018]所述獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度的步驟具體為:[0019]根據(jù)所述備胎艙在沖壓工藝之前的各個部位的厚度、所述備胎艙在沖壓工藝之后的各個部位的減薄率，計算所述備胎艙的各個部位沖壓后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；或者
[0020]直接測量所述備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度。
[0021]所述材料屬性包括:密度、彈性模量、泊松比、屈服強度、抗拉強度和/或延伸率。
[0022]所述第一路面的受力工況為:垂直地面方向的重力加速度為5g的受力工況；
[0023]所述第二路面的受力工況為:垂直地面方向的重力加速度為Ig的受力工況或垂直地面方向的重力加速度為3.5g的受力工況。
[0024]另一方面，提供一種汽車備胎艙結構的校驗裝置，包括:
[0025]第一獲取單元，獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；
[0026]獲取單元，經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性；
[0027]第一確定單元，根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值；
[0028]第二確定單元，根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷；
[0029]確定單元，根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值；
[0030]校驗單元，通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。
[0031]所述實際應力值包括:實際屈服應力值和實際極限應力值；
[0032]所述模擬應力值包括:第一路面對應的第一模擬應力值和第二路面對應的第二模擬應力值；所述第一模擬應力值大于所述第二模擬應力值；
[0033]所述裝置還包括:
[0034]優(yōu)化單元，當所述第二模擬應力值大于所述實際屈服應力值；和/或所述第一模擬應力值大于所述實際極限應力值時，則對所述備胎艙進行優(yōu)化。
[0035]所述第一獲取單元包括:計算子單元，根據(jù)所述備胎艙在沖壓工藝之前的各個部位的厚度、所述備胎艙在沖壓工藝之后的各個部位的減薄率，計算所述備胎艙的各個部位沖壓后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；或者
[0036]所述第一獲取單元包括:測量子單元，直接測量所述備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度。
[0037]本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下:
[0038]本發(fā)明充分考慮了備胎艙在沖壓之后的減薄率對性能的影響，通過有限元計算對備胎艙結構進行驗證，提高了產品階段的備胎艙的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明所述的汽車備胎艙結構的校驗方法的流程示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明的實施例中的汽車備胎艙結構校驗及優(yōu)化方法的流程示意圖。[0041]圖3為本發(fā)明所述的汽車備胎艙結構的校驗裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0043]如圖1所示，為本發(fā)明所述的一種汽車備胎艙結構的校驗方法，包括:
[0044]步驟111，獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；其中，步驟111具體為:根據(jù)所述備胎艙在沖壓工藝之前的各個部位的厚度、所述備胎艙在沖壓工藝之后的各個部位的減薄率，計算所述備胎艙的各個部位沖壓后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；或者，步驟111具體為:直接測量所述備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度。
[0045]步驟112，經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性；所述材料屬性包括:密度、彈性模量、泊松比、屈服強度、抗拉強度和/或延伸率。
[0046]步驟113，根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值；
[0047]步驟114，根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷；不同路面包括第一路面和第二路面，其中，第一路面的受力工況大于第二路面的受力工況。第一路面的受力工況可以為高強度路面的情況。第二路面的受力工況可以為低強度、中強度路面的情況。例如，所述第一路面的受力工況為:垂直地面方向的重力加速度為5g的受力工況；所述第二路面的受力工況為:垂直地面方向的重力加速度為Ig的受力工況或垂直地面方向的重力加速度為3.5g的受力工況。
[0048]步驟115，根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值。
[0049]步驟116，通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。所述實際應力值包括:實際屈服應力值和實際極限應力值；所述模擬應力值包括:第一路面對應的第一模擬應力值和第二路面對應的第二模擬應力值；所述第一模擬應力值大于所述第二模擬應力值；步驟116具體為:判斷所述第二模擬應力值是否大于所述實際屈服應力值；和/或判斷所述第一模擬應力值是否大于所述實際極限應力值。
[0050]本發(fā)明在設計階段考慮了備胎艙在沖壓之后的減薄率對性能的影響，從而對備胎艙設計結構進行驗證，能夠減少產品階段的備胎艙的開裂風險，提高備胎艙的質量，確保備胎艙結構在沖壓之后沒有工藝制造的缺陷，沒有裂紋或厚度過薄的問題。
[0051]相應的，所述方法還包括:
[0052]步驟117，當所述第二模擬應力值大于所述實際屈服應力值；和/或所述第一模擬應力值大于所述實際極限應力值時，則對所述備胎艙進行優(yōu)化。其中，所述優(yōu)化可以為形貌優(yōu)化方法。
[0053]所述方法還包括:
[0054]步驟118，對經過形貌優(yōu)化后的所述備胎艙進行路試試驗，以驗證所述備胎艙是否開裂。如果開裂，則需要對備胎艙結構繼續(xù)進行優(yōu)化。這樣，可以減少設計好的備胎艙在實際應用時斷裂的風險。
[0055]如圖2所示，描述本發(fā)明的應用場景。本應用場景為一種汽車備胎艙結構校驗及優(yōu)化方法，包括:
[0056]步驟11，根據(jù)備胎艙結構在沖壓工藝之后各個部位減薄后的減薄率，得到各個部位具體的厚度；
[0057]步驟12，根據(jù)不同厚度的區(qū)域分別截取樣件進行拉伸試驗，得到不同厚度區(qū)域的材料屬性；所述材料屬性包括:密度、彈性模量、泊松比、屈服強度、抗拉強度和/或延伸率。
[0058]步驟13，根據(jù)沖壓后備胎艙的受力工況，確定備胎艙結構的評價標準。備胎艙結構的評價標準主要通過應力值來進行評價，
[0059]步驟14，根據(jù)所測得的厚度和材料屬性，利用有限元相關軟件，搭建有限元模型，建立加載荷和約束邊界，使有限元模型的厚度和材料狀態(tài)與沖壓后的備胎艙狀態(tài)盡可能保持一致，隨后進行有限元計算。通過有限元計算結果，可以得到備胎艙有限元模型中哪些位置是薄弱部位，主要依據(jù)備胎艙結構的評價標準進行考量。對備胎艙結構中的薄弱部位將進行進一步的校驗和優(yōu)化。在有限元模型中，備胎艙各部位的厚度與備胎艙經沖壓后所得到的減薄率分布結果保持一致，不同厚度部位的材料引用拉伸試驗的結果，從而可以較為準確地對備胎艙結構進行校驗和優(yōu)化。根據(jù)備胎艙結構校驗結果，如部分區(qū)域不滿足評價標準，可通過形貌優(yōu)化等方法，對局部進行調整，最終達到滿足評價標準的目的。
[0060]如圖3所示，為本發(fā)明所述的一種汽車備胎艙結構的校驗裝置，包括:
[0061]第一獲取單元21，獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；
[0062]獲取單元22，經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性；
[0063]第一確定單元23，根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值；
[0064]第二確定單元24，根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷；
[0065]確定單元25，將所獲取根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值；
[0066]校驗單元26，通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。
[0067]所述實際應力值包括:實際屈服應力值和實際極限應力值；
[0068]所述模擬應力值包括:第一路面對應的第一模擬應力值和第二路面對應的第二模擬應力值；所述第一模擬應力值大于所述第二模擬應力值；
[0069]所述裝置還包括:
[0070]優(yōu)化單元27，當所述第二模擬應力值大于所述實際屈服應力值；和/或所述第一模擬應力值大于所述實際極限應力值時，則對所述備胎艙進行優(yōu)化。
[0071]所述第一獲取單元21包括:計算子單元，根據(jù)所述備胎艙在沖壓工藝之前的各個部位的厚度、所述備胎艙在沖壓工藝之后的各個部位的減薄率，計算所述備胎艙的各個部位沖壓后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；或者[0072]所述第一獲取單元21包括:測量子單元，直接測量所述備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度。
[0073]本發(fā)明在設計階段考慮了備胎艙在沖壓之后的減薄率對性能的影響，從而對備胎艙設計結構進行驗證，能夠減少產品階段的備胎艙的開裂風險，提高備胎艙的質量。確保備胎艙結構在沖壓之后沒有工藝制造的缺陷，沒有裂紋或厚度過薄的問題。
[0074]現(xiàn)有技術中，在實際工作過程中，設計工程師和分析工程師往往沒有注意到沖壓之后備胎艙減薄率的影響，在仿真分析中也往往對備胎艙使用一個厚度，并未進行深度的校驗，這對整車性能的驗證將帶來巨大的風險。本發(fā)明充分考慮備胎艙在沖壓之后的厚度和材料，通過有限元計算和形貌優(yōu)化等手段對備胎艙結構進行全面的驗證和優(yōu)化。從而可以使備胎艙更好地滿足性能要求，從而保證零件質量、減少成本。
[0075]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于，包括: 獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度； 對經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性； 根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值； 根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷；根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值； 通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于， 所述實際應力值包括:實際屈服應力值和實際極限應力值； 所述模擬應力值包括:第一路面對應的第一模擬應力值和第二路面對應的第二模擬應力值；所述第一模擬應力值大于所述第二模擬應力值； 所述方法還包括: 當所述第二模擬應力值大于所述實際屈服應力值；和/或所述第一模擬應力值大于所述實際極限應力值時，則對所述備胎艙進行優(yōu)化。`
3.根據(jù)權利要求2所述的汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于， 所述優(yōu)化為形貌優(yōu)化方法。
4.根據(jù)權利要求3所述的汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于，所述方法還包括: 對經過形貌優(yōu)化后的所述備胎艙進行路試試驗，以驗證所述備胎艙是否開裂。
5.根據(jù)權利要求1所述的汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于，所述獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度的步驟具體為: 根據(jù)所述備胎艙在沖壓工藝之前的各個部位的厚度、所述備胎艙在沖壓工藝之后的各個部位的減薄率，計算所述備胎艙的各個部位沖壓后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；或者 直接測量所述備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度。
6.根據(jù)權利要求1所述的汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于， 所述材料屬性包括:密度、彈性模量、泊松比、屈服強度、抗拉強度和/或延伸率。
7.根據(jù)權利要求2所述的汽車備胎艙結構的校驗方法，其特征在于， 所述第一路面的受力工況為:垂直地面方向的重力加速度為5g的受力工況； 所述第二路面的受力工況為:垂直地面方向的重力加速度為Ig的受力工況或垂直地面方向的重力加速度為3.5g的受力工況。
8.一種汽車備胎艙結構的校驗裝置，其特征在于，包括: 第一獲取單元，獲取備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度； 第二獲取單元，經過所述沖壓工藝后的所述備胎艙的不同部位截取樣件，對所述樣件進行拉伸試驗，得到所述備胎艙沖壓后的各個部位的材料屬性； 第一確定單元，根據(jù)所述厚度和所述材料屬性，確定所述備胎艙的實際應力值； 第二確定單元，根據(jù)所述備胎艙在不同路面下的受力工況，確定所述備胎艙在不同路面的載荷； 第三確定單元，將所獲取根據(jù)所述厚度、所述材料屬性以及所述不同路面的載荷，通過有限元計算，確定所述備胎艙在不同載荷下的模擬應力值； 校驗單元，通過比較所述實際應力值和所述模擬應力值之間的大小，來對所述備胎艙進行校驗。
9.根據(jù)權利要求8所述的汽車備胎艙結構的校驗裝置，其特征在于， 所述實際應力值包括:實際屈服應力值和實際極限應力值； 所述模擬應力值包括:第一路面對應的第一模擬應力值和第二路面對應的第二模擬應力值；所述第一模擬應力值大于所述第二模擬應力值； 所述裝置還包括: 優(yōu)化單元，當所述第二模擬應力值大于所述實際屈服應力值；和/或所述第一模擬應力值大于所述實際極限應力值時，則對所述備胎艙進行優(yōu)化。
10.根據(jù)權利要求8所述的汽車備胎艙結構的校驗裝置，其特征在于， 所述第一獲取單元包括:計算子單元，根據(jù)所述備胎艙在沖壓工藝之前的各個部位的厚度、所述備胎艙在沖壓工藝之后的各個部位的減薄率，計算所述備胎艙的各個部位沖壓后的厚度，作為 所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度；或者 所述第一獲取單元包括:測量子單元，直接測量所述備胎艙在沖壓工藝之后各個部位減薄后的厚度，作為所述備胎艙沖壓后各個部位的厚度。
【文檔編號】B21C51/00GK103769435SQ201410018674
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月15日
【發(fā)明者】劉明卓, 張立玲, 蘇莉, 高強, 羅燕 申請人:北京汽車股份有限公司