[发明专利]一种拖车钩堵盖防脱结构设计方法及防脱结构

说明书

本发明公开了一种拖车钩堵盖防脱结构设计方法及防脱结构。该方法包括建立防脱结构模型；建立与防脱结构配合安装的卡槽模型；对防脱结构模型和卡槽模型之间的装配状态进行模拟，得到装配模型；对防脱结构进行网格划分；设置防脱结构、卡槽的材料参数；对装配模型施加载荷和位移约束，仿真计算出防脱结构的仿真拉脱力；根据仿真拉脱力判断防脱结构的设计是否合格，若不合格，则修改防脱结构的有限元模型设计，再进行重复仿真计算拉脱力，直至合格。该方法提出了有效完整的设计验证方法，从而可以在设计阶段就进行CAE仿真验证，指导设计更高效，且后续新开项目可以借鉴使用，减少设计及制造成本。

技术领域

本发明涉及拖车钩堵盖领域，具体涉及一种拖车钩堵盖防脱结构设计方法及防脱结构。

背景技术

根据国标GB32087-2015《轻型汽车牵引装置》要求，汽车应在其前部至少固定或可安装一个牵引装置，所以前拖车钩是汽车必备的配置。拖车钩通常安装前防撞梁上，为了安装拖车钩需要在前保险杠上单独挖一个孔。为了美观和保持前保造型的完整性，需要设计一个与孔相配合的堵盖。当使用拖车钩时，需要打开拖车钩堵盖，而给堵盖设计一个防脱结构能防止拖车钩堵盖在拖车过程中丢失。如何设计出工艺简单且便于安装同时还能有足够防脱能力的防脱结构显得至关重要，当前还没有针对四边形防脱结构研究总结出一套完整的CAE仿真方法和评价标准，不利于该结构的正向开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种拖车钩堵盖防脱结构设计方法及防脱结构，能够对防脱结构进行仿真分析，于制造前进行评估验证，使防脱结构可靠，保证拖车钩堵盖有足够防脱能力。

为了解决上述技术问题，本发明的一种拖车钩堵盖防脱结构设计方法，包括如下步骤：建立防脱结构模型；建立与防脱结构配合安装的卡槽模型，并将卡槽模型设为刚体；对防脱结构模型和卡槽模型之间的装配状态进行模拟，得到装配模型；对防脱结构进行网格划分；设置防脱结构、卡槽的材料参数；对装配模型施加载荷和位移约束，仿真计算出防脱结构的仿真拉脱力；根据仿真拉脱力判断防脱结构的设计是否合格，若不合格，则修改防脱结构的有限元模型设计，再进行重复仿真计算拉脱力，直至合格。

在上述防脱结构设计方法中，通过有限元软件来模拟防脱结构在卡槽中的拉脱过程，提出了有效完整的设计验证方法，从而可以在设计阶段就进行有限元仿真验证，指导设计更高效，且后续如果有新开项目，仿真方法能够复用，减少设计及制造成本。

作为本发明防脱结构设计方法的改进，所述根据仿真拉脱力判断防脱结构的设计是否合格包括：设定防脱结构拉脱力的评价标准；对比防脱结构的仿真拉脱力与设定的评价标准，若仿真拉脱力不满足评价标准，则防脱结构设计不合格，否则防脱结构设计合格。进一步的，所述防脱结构拉脱力的评价标准包括设定的拉脱力方向和沿该方向上拉脱力的取值范围。拖车钩堵盖在实际的拉脱原因有受力拉脱、断裂、抖动脱落等多种形式，要进行逐个的模拟十分复杂，采用设定的拉脱力方向、规定的大小范围作为评价标准，能够大大减轻仿真工作量，且具有代表性的作用。

作为本发明防脱结构设计方法的另一种改进，所述对装配模型施加载荷和位移约束，仿真计算出防脱结构的仿真拉脱力包括：对卡槽模型施加全约束；沿着设定的方向，在拉脱结构末端施加强制位移保证拉脱结构能完全拉脱；读取施加强制位移的主参考点反力随拉脱位移之间关系曲线；在关系曲线上读取主参考点反力的最大值，即为仿真拉脱力。通过施加强制位移的方式使防脱结构能移动完全穿过卡槽，即采用位移加载，载荷容易收敛，可以方便的获取拉脱力大小。可选的，读取防脱结构的变形及应力云图，分析变形状态和屈服强度是否满足要求。

作为本发明防脱结构设计方法的再一种改进，所述建立防脱结构模型包括：设计拖车车钩堵盖防脱结构的3D数据；根据制造工艺经验对3D数据进行制造误差修正；将修正后的防脱结构的3D数据导入有限元软件，得到防脱结构模型。将制造误差考虑到仿真分析中，并根据制造工艺、经验等将仿真模型进行制造误差的修正，提高仿真结果的准确性。