[发明专利]一种乘用车燃料瓶紧固载荷设计方法

权利要求书

1.一种乘用车燃料瓶紧固载荷设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、确定乘用车燃料瓶紧固结构组成及紧固方式，所述乘用车燃料瓶放置于燃料瓶托架上，所述紧固结构由箍带(5)、加强肋板(6)、螺栓(7)、弹簧顶盖(8)、弹簧(9)、弹簧限位结构以及螺母(11)组成，所述加强肋板(6)位于箍带(5)的两端，为一体结构；

B、在加强肋板(6)和燃料瓶托架紧固载荷设计端，设计加强肋板(6)与燃料瓶托架间的紧固载荷F_y：

B1、建立乘用车燃料瓶紧固结构装配有限元模型：分别对燃料瓶托架、箍带(5)、加强肋板(6)、螺栓(7)和螺母(11)进行网格划分，通过定义相接触部件之间为接触关系将其装配在一起；

B2、定义有限元模型材料：定义各零部件有限元模型材料的弹性模量E、泊松比μ；

B3、施加有限元模型载荷：先加载第一类载荷螺栓预紧力，加强肋板(6)与燃料瓶托架间的螺栓预紧力载荷为F_y；再加载第二类载荷燃料瓶的惯性力载荷；

B4、施加有限元模型边界条件：固定燃料瓶托架与车架接触表面，以模拟车架对乘用车燃料瓶紧固结构的支撑作用；

B5、进行乘用车燃料瓶紧固结构线弹性有限元分析：采用牛顿-拉普森方法迭代计算乘用车燃料瓶紧固结构应力和应变；

B6、判断加载螺栓预紧力是否满足以下条件：加强肋板应力S_g＜加强肋板材料的屈服强度S_gs，燃料瓶托架应力S_t＜燃料瓶托架材料的屈服强度S_ts以及判断加载燃料瓶的惯性力载荷是否满足以下条件：燃料瓶的最大位移u＜位移限值u_s；

B7、若B6判定条件均满足，则加强肋板与燃料瓶托架间的螺栓预紧力载荷为F_y满足要求，加强肋板(6)与燃料瓶托架间的紧固载荷F_y设计完成，若以上条件不满足，则调整加强肋板(6)与燃料瓶托架间的螺栓预紧力载荷为F_y，重复B3-B6，直到满足B6判定条件为止；

B8、确定弹簧设计压缩量h_y和弹簧限位结构高度h_t，根据加强肋板(6)与燃料瓶托架间的紧固载荷F_y＝K_s*h_y，确定弹簧设计压缩量h_y，根据弹簧限位结构高度h_t＝h_j+h_g+h_s-h_y，确定弹簧设计压缩量h_y和弹簧限位结构高度h_t，式中：K_s为弹簧轴向刚度，h_j为自由状态下加强肋板和托架间隙量，h_g为加强肋板厚度，h_s为弹簧自由状态高度。

2.根据权利要求1所述的一种乘用车燃料瓶紧固载荷设计方法，其特征在于：步骤A，所述乘用车燃料瓶为氢瓶(1)，燃料瓶托架为氢瓶托架，包括钣金托架(2)和减震胶垫(3)，钣金托架(2)中下方三处折弯面通过减震胶垫(3)与氢瓶(1)接触，钣金托架(2)与氢瓶(1)接触区开孔用于卡接减震胶垫(3)，钣金托架(2 )两端折弯面上开孔，分别用于氢瓶托架与车身的固定和加强肋板(6)与氢瓶托架的固定。

3.根据权利要求1所述的一种乘用车燃料瓶紧固载荷设计方法，其特征在于：步骤A，所述箍带(5)包括金属箍带和橡胶衬套(4)，金属箍带两端焊接加强肋板(6)，橡胶衬套(4)通过翻边结构卡接在金属箍带内侧，另一侧设有半圆形凸起阵列与氢瓶(1)接触。

4.根据权利要求1所述的一种乘用车燃料瓶紧固载荷设计方法，其特征在于，步骤A，所述乘用车燃料瓶的紧固包括以下步骤：

A1、将所述箍带(5)一端的加强肋板(6)与燃料瓶托架通过螺栓(7)和螺母(11)以接触形式紧固；

A2、在所述箍带(5)另一端，即所述加强肋板(6)和燃料瓶托架紧固载荷设计端，加强肋板(6)与燃料瓶托架通过弹簧(9)、弹簧限位结构、弹簧顶盖(8)、螺栓(7)和螺母(11)紧固。