[发明专利]一种碰撞滥用工况零件可靠性的评估方法

说明书

本发明公开了一种碰撞滥用工况零件可靠性的评估方法，其包括步骤：(1)建立金属门钣金结构有限元数据模型；(2)基于金属门钣金结构有限元数据模型，建立与其适配的塑料罩盖结构有限元数据模型；(3)基于金属门钣金结构和塑料罩盖结构有限元数据模型建立实体金属门模拟件和实体塑料罩盖样件；基于实体金属门模拟件和实体塑料罩盖样件试验和/或有限元分析方法，评估金属门钣金结构的可靠性和/或塑料罩盖的可靠性。其中，当金属门钣金结构的内板模型在罩盖连接区域的最大变形值未超过设定的最大变形许可值时，则认为门钣金结构可靠；当塑料罩盖的开始泄气压力值大于等于设定的最小压力许可值时，则认为塑料罩盖可靠。

技术领域

本发明涉及一种数字化评估方法，尤其涉及一种零件可靠性的数字化评估方法。

背景技术

近年来，随着汽车行业的飞速发展，市场以及消费者对于汽车驾驶性能、安全性能和舒适性能的要求也在逐步提高。为了确保车辆符合现有法规要求及内部试验标准，当前诸多汽车企业均在不断地改善车辆的质量和乘用体验。

众所周知，车辆的开闭件一直都是汽车中十分重要的功能部件，其具有隔绝外部噪声并缓冲来自外部冲击的作用。当前车辆的开闭件通常包括：车门和前后舱盖，这些开闭件在车辆的使用过程中经常被反复的开启和关闭，其同时也是受到外部物体首先接触碰撞的区域。特别是安装在车门上的碰撞压力传感器，其可以用来检测车门受到侧面碰擦或撞击时带来的气压变化信号。为了保证车门上气压信号能够正常工作，在日常使用和非碰撞工况下，车门结构必须密封完整，其所装配的零件不能脱落。以上要求车门零件有效可靠配合的工况，被统称为碰撞滥用工况。

在目前的整车设计中，本领域所采用的设计规范尚未包含满足滥用碰撞工况，并符合车门相关零件所需的设计准则。这需要大量的车型经验数据作为支撑，目前所采用的设计准则仅考虑零件的密封性结构尺寸和装配配合。

需要说明的是，零件的细节结构尺寸和装配配合尺寸与滥用碰撞工况的关系仍需较长时间进行积累，以形成相应设计准则。此外，该碰撞滥用工况还涉及到不同材料、不同温度下的动态变形，碰撞滥用工况的复杂性也严重影响到设计的准确性。当前缺少相关设计经验，实际零件仍然需要进行多轮碰撞滥用试验，以不断的优化相关零件，直至碰撞滥用试验合格。

然而，进行碰撞滥用实验的前提是整车在车间下线和调试完成，其从数据设计完毕到开始碰撞滥用试验的时间间隔高达6个月以上，且在进行碰撞滥用试验时，已经投入了巨额的人力物力，当滥用试验失效时，重新零件设计优化，又需要投入额外的更改设备，并耗费大量时间，单轮需要2个月左右。同时，碰撞滥用试验测试后的零件受外力所收到的损伤不可修复，研发人员又需要重新制造新的整车/车门，其所需的试验周期非常长，而且会耗费企业巨大的开发费用成本以及时间成本。

结合目前项目中所存在的痛点问题，现有技术的有限元仿真模拟仅能够针对静力学载荷能够进行精确的模拟，其无法考虑到温度对零件和工况结果的影响，同时该工况的动态模拟冲击载荷过程中零件动态脱落的压力值模型较为复杂，特别是塑料零件在高温下会有软化，冲击受力更容易发生脱落，性能与常温差异性极大。

因此，如何在设计初期借助模拟仿真的手段有效模拟零件的实际变形，预测和验证零件的可靠性，并根据实际受力变形情况有针对性的结构改进，减少碰撞滥用试验的次数，缩短产品开发周期，提高整车研发流程的效率就显得尤为重要。为此，本发明开发并设计了一种新的碰撞滥用工况零件可靠性的评估方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碰撞滥用工况零件可靠性的评估方法，该评估方法可以针对零件前期设计的三维数据快速有效进行验证，以极大程度的提高设计数据的准确性，减少后期工程更改造成的费用和时间的浪费。

此外，本发明所设计的这种评估方法能够结合塑料材料对温度敏感的特点，实现在不同温度下对于碰撞滥用工况零件可靠性的快速验证，其能够有效提高对实验结果预测的准确性，非常有利于节约样车成本，并且可以极大提高汽车研发效率。