專利名稱：白車身數(shù)字化封樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白車身數(shù)字化封樣方法，用于轎車試生產(chǎn)，屬于機(jī)械類領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇對(duì)轎車制造廠的車型產(chǎn)品更新周期、設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品質(zhì)量提出了更高的要求，樣機(jī)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和制造質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，封樣方法直接影響新車型開發(fā)周期的長(zhǎng)短。傳統(tǒng)封樣方法是通過對(duì)設(shè)計(jì)方案、工程圖紙反復(fù)修改和多次物理樣機(jī)的再制造來確定最終的物理樣機(jī)，大大增加了新產(chǎn)品開發(fā)的周期和成本，很難獲得真正的優(yōu)化方案。數(shù)字化封樣方法(又稱虛擬樣機(jī)技術(shù))的出現(xiàn)為解決這些問題提供了強(qiáng)有力的手段和工具。德國(guó)的A.Roessler等人利用空間約束算法開發(fā)了一個(gè)幫助設(shè)計(jì)者在虛擬環(huán)境中對(duì)零件進(jìn)行裝配和拆卸操作的系統(tǒng)(Stefan Münker，Alexander Roessler(Hrsg.).VirtuelleGeschlechterordnung，InIM NETZ.Kulturpraktiken des Internet.Frankfurt(Main)，Suhrkamp)。該方法基于并行公司(Courrent Technologies Corporation)的VirtualWorkbenchTM和數(shù)據(jù)手套，在SGI工作站上用WorldToolKitTM開發(fā)工具開發(fā)了一個(gè)半沉浸式的虛擬裝配系統(tǒng)。Virtual WorkbenchTM是一種水平現(xiàn)實(shí)設(shè)備，用戶戴上立體眼鏡后觀察的物體就像浮在桌面上一樣，更加適合裝配，該系統(tǒng)采用模擬人手自然交互的雙手手勢(shì)交互，使得諸如對(duì)物體抓取、平移、旋轉(zhuǎn)等操作更加直觀。由于白車身數(shù)字化封樣技術(shù)涉及到零件沖壓過程、裝配過程和裝配的優(yōu)化評(píng)價(jià)等一系列復(fù)雜的工藝工程，上述系統(tǒng)只對(duì)裝配過程的仿真顯然無法實(shí)現(xiàn)白車身數(shù)字化樣機(jī)的開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足和實(shí)際應(yīng)用的需要，提供一種白車身數(shù)字化封樣方法，能夠直接利用CAD軟件所提供的工藝參數(shù)的物理信息和幾何信息，在計(jì)算機(jī)上對(duì)白車身零件進(jìn)行虛擬制造和裝配，從而獲得白車身數(shù)字化樣機(jī)，使設(shè)計(jì)人員在虛擬的環(huán)境中真實(shí)的模擬實(shí)際制造的過程，快速分析多種設(shè)計(jì)方案，直至獲得系統(tǒng)級(jí)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中通過覆蓋件沖壓過程仿真技術(shù)來預(yù)測(cè)車身零件的制造質(zhì)量，建立點(diǎn)焊熱效應(yīng)可忽略準(zhǔn)則，應(yīng)用基于接觸分析的車身零件裝配過程的有限元模擬計(jì)算裝配結(jié)構(gòu)的尺寸質(zhì)量。建立局部裝配匹配的目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)，實(shí)現(xiàn)匹配優(yōu)化，從而得到系統(tǒng)級(jí)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。并由中心計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的反饋控制。
本發(fā)明的方法基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，建立沖壓成形仿真、焊裝仿真和匹配優(yōu)化三個(gè)子系統(tǒng)對(duì)樣機(jī)制造過程進(jìn)行仿真分析，通過中心控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)三個(gè)工藝過程子模塊間的數(shù)據(jù)交換和反饋，制造系統(tǒng)級(jí)的最優(yōu)數(shù)字化樣機(jī)，最后的結(jié)果通過打印、繪圖設(shè)備進(jìn)行輸出。
本發(fā)明的具體操作步驟如下1、沖壓成形仿真沖壓成形仿真過程在一個(gè)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)上完成。在動(dòng)力顯式系統(tǒng)內(nèi)(例如LS-Dyna3D、AUTOFROM)對(duì)產(chǎn)品的沖壓成形性進(jìn)行分析，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)車身覆蓋件沖壓以后的回彈量，即產(chǎn)品的成形偏差，從而為焊接過程仿真提供產(chǎn)品的實(shí)際模型。
本發(fā)明首先采用矢量化的建模技術(shù)生成幾何模型，對(duì)原始設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行掃描，形成光柵圖，進(jìn)行矢量化的處理，在Cartia系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行三維造型，最終形成一個(gè)完整的反映實(shí)際三維變形情況的幾何模型。
接下來進(jìn)行仿真分析的前處理，本發(fā)明采用Belytschko-Tsay殼單元(BT殼單元)對(duì)幾何模型進(jìn)行離散，并對(duì)每一部件設(shè)置材料模型及參數(shù)。這一步所采用的軟件有HYPERMESH等。
考慮到彈性變形在板料總變形中占有不可忽視的比例，并且成形前后板材的幾何形狀變化較大，因此本發(fā)明采用大變形彈塑性有限元法對(duì)其進(jìn)行分析。這部分采用的軟件有LS-DYNA3D、AUTOFORM、LS-NIKE3D等。
有限元分析計(jì)算過程結(jié)束后，首先動(dòng)態(tài)顯示各部件(沖頭、壓邊圈、板材、凹模等)的運(yùn)動(dòng)情況，以檢查計(jì)算的合理性。得到的沖壓成形過程中的各參數(shù)及物理量的變化情況可以用等色圖或等值線圖動(dòng)態(tài)顯示，包括各時(shí)刻的板材變形，應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，板材厚度變化等。計(jì)算結(jié)果輸入中心控制計(jì)算機(jī)。
2、協(xié)同模塊處理中心控制計(jì)算機(jī)通過控制模塊判斷數(shù)據(jù)的流向。若計(jì)算結(jié)果符合要求，以曲面重構(gòu)技術(shù)為基礎(chǔ)的協(xié)同模塊根據(jù)沖壓過程生成的零件有限元模型構(gòu)造曲面，建立能夠反映零件實(shí)際形狀的實(shí)體模型。實(shí)現(xiàn)沖壓仿真子系統(tǒng)和焊裝工藝仿真子系統(tǒng)間的快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。若計(jì)算結(jié)果不符合要求，則將修改數(shù)據(jù)反饋到產(chǎn)品模型或者模具模型進(jìn)行修改。
3、焊裝過程仿真根據(jù)中心控制計(jì)算機(jī)控制模塊傳過來的車身零件的模型，考慮夾具模型中提供的定位特征和夾緊特征和焊點(diǎn)位置等焊裝工藝信息，通過點(diǎn)焊過程模擬模塊和基于接觸分析裝配偏差模擬模塊計(jì)算由于焊接裝配過程造成的結(jié)構(gòu)體裝配偏差，作為匹配優(yōu)化子系統(tǒng)的輸入。焊裝過程仿真在一個(gè)單獨(dú)的計(jì)算機(jī)上完成，并且和一個(gè)中心控制計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。
關(guān)鍵技術(shù)為1)邊界條件點(diǎn)焊模擬的邊界條件可主要分為電邊界、熱邊界和力學(xué)邊界3種電邊界在電極端面之間存在電壓降且零件表面電壓為零；在電極和零件外表面電流為零，電流僅在零件與零件接觸面內(nèi)通過。
熱邊界在電極和零件外表面與周圍的空氣有對(duì)流；電極與零件、零件與零件的接觸面有熱傳導(dǎo)，而未接觸區(qū)則與外界空氣產(chǎn)生對(duì)流；熱輻射的影響被忽略。
力學(xué)邊界將電極力作為均布力作用于電極端面；由于軸對(duì)稱橫向位移被約束；零件與零件未接觸區(qū)域不傳遞力。
2)關(guān)鍵點(diǎn)的選擇為了評(píng)價(jià)車身零件焊接后的裝配偏差，本發(fā)明定義關(guān)鍵點(diǎn)概念，用以衡量零件裝配質(zhì)量。關(guān)鍵點(diǎn)的選取主要考慮以下因素①在白車身三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量的測(cè)點(diǎn)集合中，有關(guān)待研究零件的測(cè)點(diǎn)；②在零件于一個(gè)裝配過程之后進(jìn)入下一個(gè)裝配時(shí)，能夠保證與其它零部件匹配的功能點(diǎn)；③在轎車整車制造過程中，保證該零部件在總裝過程中與車身飾件匹配的功能點(diǎn)。
3)點(diǎn)焊熱過程的可忽略準(zhǔn)則建立結(jié)構(gòu)分析與電熱耦合分析的模擬流程。通過數(shù)個(gè)循環(huán)模擬一個(gè)點(diǎn)焊過程，將直接法求解電熱耦合、間接法求解結(jié)構(gòu)與溫度的耦合。
本發(fā)明比較了裝配偏差的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在焊點(diǎn)位置忽略點(diǎn)焊過程熱效應(yīng)影響的無熱計(jì)算值與對(duì)應(yīng)的測(cè)量平均值和考慮點(diǎn)焊過程熱效應(yīng)的有熱計(jì)算值具有較大的差別；然而，距離焊點(diǎn)越遠(yuǎn)，無熱計(jì)算值、有熱計(jì)算值與測(cè)量平均值越接近，而且在距離焊點(diǎn)10mm時(shí)三組數(shù)據(jù)已很接近。因此，在具有典型焊點(diǎn)布置條件下的車身薄板零件裝配偏差分析過程中，可以忽略點(diǎn)焊熱過程的影響，直接以在點(diǎn)焊過程預(yù)壓階段因電極力作用克服零件配合間隙導(dǎo)致的零件變形代替經(jīng)過整個(gè)點(diǎn)焊過程后的零件變形，從而簡(jiǎn)化了偏差在車身零件裝配中傳播規(guī)律的分析過程。
4)基于接觸分析的車身零件裝配過程的有限元模擬偏差作為唯一的輸入，夾具“3-2-1定位”，以位移形式約束零件，夾緊力和點(diǎn)焊電極力實(shí)現(xiàn)克服零件偏差及過程中的零件變形。建立基于接觸分析的車身零件裝配過程的有限元模擬模型，通過ANSYS等有限元軟件以殼單元?jiǎng)澐謴?fù)雜車身薄板零件、節(jié)點(diǎn)耦合方式模擬點(diǎn)焊連接、接觸單元模擬零件到達(dá)名義裝配位置，模擬關(guān)鍵點(diǎn)在裝配過程中的偏差變化，計(jì)算結(jié)構(gòu)體的焊接質(zhì)量，輸入中心計(jì)算機(jī)。
3、車身結(jié)構(gòu)匹配優(yōu)化根據(jù)焊裝仿真子系統(tǒng)得到的裝配體的尺寸質(zhì)量，以車身裝配的間隙和平整度為目標(biāo)函數(shù)，通過優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配結(jié)構(gòu)的優(yōu)化匹配。
本發(fā)明具有顯著的特點(diǎn)和有益效果，通過中心控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)沖壓成形仿真子系統(tǒng)、焊裝仿真子系統(tǒng)和匹配優(yōu)化子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換反饋和數(shù)據(jù)的調(diào)和，能夠直接利用CAD軟件所提供的工藝參數(shù)的物理信息和幾何信息，在計(jì)算機(jī)上對(duì)白車身零件進(jìn)行虛擬制造和裝配，從而獲得白車身數(shù)字化樣機(jī)，使設(shè)計(jì)人員在虛擬的環(huán)境中真實(shí)的模擬實(shí)際制造的過程，快速分析多種設(shè)計(jì)方案，直至獲得系統(tǒng)級(jí)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明為白車身數(shù)字化樣車的開發(fā)提供了一套高效的方法，與傳統(tǒng)的物理樣機(jī)的制造方法相比可以大大縮短樣機(jī)制造的周期，并可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化方案；與現(xiàn)有的虛擬樣機(jī)開發(fā)方法相比，數(shù)據(jù)流的控制效率更高，精度有明顯的提高。


及
具體實(shí)施例方式為更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下通過附圖和具體實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，本發(fā)明的方法基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，三個(gè)工藝過程分別在三個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)上完成。中心控制計(jì)算機(jī)分別與沖壓成形仿真子系統(tǒng)、焊裝過程仿真子系統(tǒng)和匹配優(yōu)化子系統(tǒng)連接，并與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和輸出存儲(chǔ)設(shè)備連接。通過中心控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)三個(gè)工藝過程間的數(shù)據(jù)交換和反饋，最后的結(jié)果通過打印、繪圖設(shè)備進(jìn)行輸出。
沖壓成形仿真子系統(tǒng)對(duì)沖壓過程進(jìn)行仿真，計(jì)算覆蓋件的成形質(zhì)量。焊裝過程仿真子系統(tǒng)計(jì)算焊接過程的偏差，計(jì)算裝配后結(jié)構(gòu)體的裝配質(zhì)量，并通過中心控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)和沖壓成形仿真子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。匹配優(yōu)化子系統(tǒng)對(duì)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配優(yōu)化。中心控制計(jì)算機(jī)連接到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和輸出存儲(chǔ)設(shè)備，生成的數(shù)字化白車身結(jié)果通過輸出存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)或者打印輸出。
圖中輸入?yún)?shù)為沖壓模具模型、車身產(chǎn)品模型和焊裝夾具模型，沖壓成形仿真子系統(tǒng)對(duì)沖壓模具模型進(jìn)行分析，得到覆蓋件的可沖壓性，計(jì)算出沖壓件的尺寸質(zhì)量。計(jì)算結(jié)果輸入中心控制計(jì)算機(jī)的控制模塊對(duì)成形質(zhì)量進(jìn)行判斷，若計(jì)算結(jié)果不滿足要求，將修改信息反饋到產(chǎn)品模型或者模具模型，進(jìn)行相應(yīng)的修改，直到滿足成形要求。若滿足成形要求，則將計(jì)算結(jié)果輸入?yún)f(xié)同模塊。協(xié)同模塊讀入沖壓件的有限元模型生成數(shù)據(jù)云圖，根據(jù)設(shè)定的提取精度要求，剔除由于計(jì)算或者轉(zhuǎn)換的原因造成的奇異點(diǎn)，并將整個(gè)零件分割若干個(gè)形狀規(guī)則的面單元，對(duì)每一個(gè)面單元進(jìn)行重構(gòu)，即點(diǎn)連成線、線連成面，最終形成能夠反映零件實(shí)際形狀的三維模型，輸入焊裝仿真子系統(tǒng)。焊裝仿真子系統(tǒng)中的點(diǎn)焊過程模擬模塊基于結(jié)構(gòu)分析與電熱耦合分析、通過數(shù)個(gè)循環(huán)模擬一個(gè)點(diǎn)焊過程，將直接法求解電熱耦合、間接法求解結(jié)構(gòu)與溫度的耦合。基于接觸分析裝配偏差模擬模塊通過有限元軟件ANSYS5.5，以殼單元?jiǎng)澐謴?fù)雜車身薄板零件、節(jié)點(diǎn)耦合方式模擬點(diǎn)焊連接、接觸單元模擬零件到達(dá)名義裝配位置，模擬焊接工藝過程。計(jì)算后的結(jié)果送到中心控制計(jì)算機(jī)，控制模塊對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，如果裝配的尺寸質(zhì)量超過設(shè)定值，則中心控制計(jì)算機(jī)將修改信息返回到?jīng)_壓成形仿真子系統(tǒng)或者車身產(chǎn)品模型和沖壓模具模型，重新修正相關(guān)參數(shù)，對(duì)覆蓋件的成形性重新進(jìn)行仿真分析，分析作為輸入傳入焊接過程仿真子系統(tǒng)。如果裝配的尺寸質(zhì)量符合設(shè)定值，則將焊接過程仿真子系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果輸入匹配優(yōu)化子系統(tǒng)。根據(jù)對(duì)產(chǎn)品匹配功能的要求，建立以間隙和平整度最小值的目標(biāo)函數(shù)，裝配結(jié)構(gòu)的匹配面位置參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。最后得到白車身的數(shù)字化虛擬樣機(jī)。通過中心控制計(jì)算機(jī)的控制模塊決定將結(jié)果通過終端設(shè)備打印存儲(chǔ)還是送到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的其它部分。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中儀表板焊裝仿真的關(guān)鍵點(diǎn)和焊點(diǎn)位置布置示意圖。
其中，圖2(a)為關(guān)鍵點(diǎn)選取(y＝0對(duì)稱)，圖2(b)為焊點(diǎn)分布。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中儀表板匹配優(yōu)化結(jié)果示意圖。
其中，圖3(a)為選取間隙和面差指標(biāo)，圖3(b)為匹配優(yōu)化結(jié)果。
運(yùn)用有限元前處理軟件DYNAFORM，在儀表板的產(chǎn)品模型的基礎(chǔ)上，生成沖壓模具各部分和毛坯的CAD模型，并劃分有限元網(wǎng)格。
運(yùn)用LS-DYNA3D軟件模擬儀表板的實(shí)際沖壓成形過程，得到“成形”后后向應(yīng)變分布和成形極限圖。
2、協(xié)同模塊的處理將沖壓成形仿真生成的沖壓件有限元模型傳送到中心控制計(jì)算機(jī)，調(diào)用協(xié)同模塊進(jìn)行處理。設(shè)置的精度等級(jí)為3級(jí)，經(jīng)過曲面重構(gòu)生成沖壓后沖壓夾實(shí)際的三維模型。
3、焊裝過程仿真邊界條件為點(diǎn)焊電極力為200kgf，上電極與下電極之間的電壓降為1.0V，焊接電流8000A，焊接時(shí)間為10個(gè)周波，焊接電流為50Hz，環(huán)境溫度為20℃。
關(guān)鍵點(diǎn)的選擇點(diǎn)焊裝配轉(zhuǎn)向機(jī)橫梁和前圍上蓋板后的結(jié)構(gòu)將形成安裝前風(fēng)窗的支撐槽。因此，為了評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向機(jī)橫梁和前圍上蓋板的裝配質(zhì)量，選取前圍上蓋板零件上與支撐前風(fēng)窗相關(guān)的點(diǎn)作為關(guān)鍵點(diǎn)，以保證安裝前風(fēng)窗的裝配功能要求為依據(jù)，評(píng)價(jià)其裝配質(zhì)量。關(guān)鍵點(diǎn)如圖2-a所示。
焊接路徑為(圖2-b)夾具夾緊零件，順序點(diǎn)焊連接點(diǎn)1-2-25-26，然后夾具釋放，沿車身y軸正、負(fù)向同時(shí)焊接點(diǎn)3-4、5-6、7-8、9-10、11-12、13-14、15-16、17-18、19-20、21-22和23-24，構(gòu)成3-5-7-9-11-13-15-17-19-21-23和4-6-8-10-12-14-16-18-20-22-24的順序。得到零件間隙、電極力和零件焊接變形。將零件的變形結(jié)果輸入中心控制計(jì)算機(jī)，符合要求，結(jié)果輸入到優(yōu)化匹配子模塊，進(jìn)行該部件與其它零部件間面差和間隙的匹配優(yōu)化。
4、車身結(jié)構(gòu)匹配優(yōu)化建立以間隙和平整度(圖3-a)為優(yōu)化值的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件f＝Min(ω1g1u+ω2g1v+ω3g2u+ω4g2v+ω5g3u+ω6g3v+ω7d15+ω8d25)2.5≤3+g1v+g2v+g3v3≤3.5]]>|d15|≤1|d25|≤1ω1...ω8為考慮全權(quán)重和目標(biāo)歸一化的綜合影響系數(shù)。裝配優(yōu)化后(圖3-b)最小縫隙為2.8mm，最大為3.3mm，面差小于0.5mm。
本發(fā)明對(duì)前儀表板的樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的物理樣機(jī)試制方法相比，開發(fā)周期縮短了50％。
權(quán)利要求
1.一種白車身數(shù)字化封樣方法，其特征在于通過建立沖壓仿真子系統(tǒng)、焊裝仿真子系統(tǒng)和匹配優(yōu)化子系統(tǒng)對(duì)樣機(jī)制造過程進(jìn)行仿真分析，通過中心控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)各個(gè)子模塊之間的數(shù)據(jù)交換和反饋，制造系統(tǒng)級(jí)的最優(yōu)數(shù)字化樣機(jī)，具體包括如下步驟1)沖壓成形仿真首先對(duì)原始設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行掃描，形成光柵圖，進(jìn)行矢量化的處理，在Cartia系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行三維造型，形成一個(gè)完整的反映實(shí)際三維變形情況的幾何模型；再采用Belytschko-Tsay殼單元進(jìn)行仿真分析的前處理，用大變形彈塑性有限元法對(duì)成形前后板材的幾何形狀變化進(jìn)行分析計(jì)算，得到?jīng)_壓成形過程中的各參數(shù)及物理量的變化情況，結(jié)果輸入中心計(jì)算機(jī)；2)協(xié)同模塊處理通過中心控制計(jì)算機(jī)中的控制模塊判斷數(shù)據(jù)的流向。若計(jì)算結(jié)果符合要求，以曲面重構(gòu)技術(shù)為基礎(chǔ)的協(xié)同模塊根據(jù)沖壓過程生成的零件有限元模型構(gòu)造曲面，建立能夠反映零件實(shí)際形狀的實(shí)體模型；實(shí)現(xiàn)沖壓仿真子系統(tǒng)和焊裝工藝仿真子系統(tǒng)間的快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；若計(jì)算結(jié)果不符合要求，則將修改數(shù)據(jù)反饋到產(chǎn)品模型或者模具模型進(jìn)行修改；3)焊裝過程仿真根據(jù)中心控制計(jì)算機(jī)傳過來的車身零件的模型，計(jì)算由于焊接裝配過程造成的結(jié)構(gòu)體裝配偏差，作為匹配優(yōu)化子系統(tǒng)的輸入，設(shè)定點(diǎn)焊模擬的邊界條件和選擇關(guān)鍵點(diǎn)，以在點(diǎn)焊過程預(yù)壓階段因電極力作用克服零件配合間隙導(dǎo)致的零件變形代替經(jīng)過整個(gè)點(diǎn)焊過程后的零件變形，通過ANSYS等有限元軟件，模擬關(guān)鍵點(diǎn)在裝配過程中的偏差變化，計(jì)算結(jié)構(gòu)體的焊接質(zhì)量，輸入中心計(jì)算機(jī)；4)車身結(jié)構(gòu)匹配優(yōu)化根據(jù)焊裝過程仿真子系統(tǒng)得到的裝配體的尺寸質(zhì)量，以車身裝配的間隙和平整度為目標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配結(jié)構(gòu)的優(yōu)化匹配。
2.如權(quán)利要求1所說的白車身數(shù)字化封樣方法，其特征在于在焊裝過程仿真時(shí)，構(gòu)建點(diǎn)焊熱過程的可忽略準(zhǔn)則，即忽略在距離焊點(diǎn)10mm以內(nèi)的熱影響。
3.如權(quán)利要求1所說的白車身數(shù)字化封樣方法，其特征在于在焊裝過程仿真時(shí)，建立基于接觸分析的車身零件裝配過程的有限元模擬模型，以殼單元?jiǎng)澐謴?fù)雜車身薄板零件、節(jié)點(diǎn)耦合方式模擬點(diǎn)焊連接、接觸單元模擬零件到達(dá)名義裝配位置，模擬點(diǎn)焊裝配過程。
全文摘要
一種白車身數(shù)字化封樣方法,包括沖壓成形仿真、焊裝仿真和匹配優(yōu)化,通過沖壓成形仿真對(duì)產(chǎn)品的沖壓成形性進(jìn)行分析,焊裝仿真根據(jù)沖壓仿真的車身零件的模型,計(jì)算由于焊接裝配過程造成的結(jié)構(gòu)體裝配偏差,最后對(duì)結(jié)構(gòu)體的裝配質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化匹配,通過中心控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)三個(gè)過程之間的數(shù)據(jù)交換反饋和數(shù)據(jù)的調(diào)和。本發(fā)明為白車身數(shù)字化樣車的開發(fā)提供了一套高效的方法,與傳統(tǒng)的物理樣機(jī)的制造方法相比可以大大縮短樣機(jī)制造的周期,并可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化方案;與現(xiàn)有的虛擬樣機(jī)開發(fā)方法相比,數(shù)據(jù)流的控制效率更高,精度有明顯的提高。
文檔編號(hào)G06F9/45GK1375770SQ0211146
公開日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月23日
發(fā)明者林忠欽, 來新民, 張以柱, 陳關(guān)龍, 連軍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)