一种前罩涂装翻转变形预测方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及车身电泳技术领域，具体涉及前罩涂装翻转变形预测方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.众所周知，汽车上的钣金件都要进行喷漆以防止使用过程中发生锈蚀，且在喷漆之前首先要进行电泳以使后续的喷漆能获得较好的黏着性和吸附稳定性。以往电泳多采用双摆链旋转工艺，即车身在电泳池中以30
°
或45
°
作重复摇摆前进，这种方式易于涂装工艺建线，但电泳效率较低，电泳质量略差。
3.因此越来越多的车型采用ro-dip工艺，即车身在电泳池中作圆周式旋转前进，这种方式效率高，同时也能获得较好的电泳质量。但这种工艺方式也带来了缺陷，即在电泳过程中，因前罩是打开一定角度并通过工装进行支撑固定的，当前罩随车身在泳池中旋转前进时，整个前罩将受到很大的流体阻力，尤其是在当前大尺寸、高碰撞等级、轻量化等设计思想之下的前罩结构，其抵御该阻力引起的变形能力明显更差。在这种情况下，前罩前罩内板和前罩外板之间的胶槽间隙量会在该阻力作用下大于原设计值，造成后续粘胶的粘结硬化效果较差，前罩内板和前罩外板之间会发生脱离，随之而来的是钣金变形和空鼓声，严重影响了产品品质。
4.针对上述问题，一方面，目前缺少有效的分析和整改手段，另一方面，问题发生意味着必须进行设计变更，而在样车生产阶段、零部件设计数据已冻结的情况下进行设计变更的代价是巨大的。因此，有必要开发一种在项目设计阶段的针对这类问题进行分析的方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种前罩涂装翻转变形预测方法、装置及存储介质，其能够在设计开发阶段准确预测前罩在电泳过程中的变形程度，避免后期发生设计变更。
6.本发明所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其包括如下步骤：s1，在设计开发阶段，收集前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数；s2，基于前罩零部件信息建立仿真分析模型，并调整仿真分析模型中前罩所在平面与电泳液流动方向垂直；s3，基于涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数对仿真分析模型施加载荷和约束，计算得到前罩的变形响应；s4，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值，将所述间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度。
7.进一步，所述s1中的零部件信息包括零部件材料及厚度信息、焊点焊接信息、包边模压力、前罩内板和前罩外板包边区域的摩擦系数、前罩曲面面积。
8.进一步，所述s1中的涂装电泳工艺参数包括电泳液的密度和流速。
9.进一步，所述s1中的工装支撑定位参数包括前罩和车身上的定位孔信息、工装尺寸数据以及工装约束方式。
10.进一步，所述s2具体为：在abaqus软件中对前罩各零部件进行建模，包括材料和厚度定义、焊点和螺栓连接，然后建立包边模型并按照实际状态打包边焊，然后将前罩模型按实际工装支撑状态旋转到位，再将前罩所在平面调整至与电泳液流动方向垂直。
11.进一步，包边模型的处理方式为：将前罩外板周圈进行翻折并通过abaqus软件的contact功能与前罩内板扣合，设置前罩内板和前罩外板之间的摩擦系数，保证包边模型与实物一致。
12.进一步，所述s3具体为：根据涂装电泳工艺参数计算得到仿真分析模型中前罩受到的阻力并将所述阻力施加于前罩内板和前罩外板上，根据工装支撑定位参数对前罩和车身上的定位孔进行约束，然后通过abaqus软件中非线性算法计算得到前罩的变形响应。
13.进一步，若s4中评价结果为前罩在电泳过程中的变形程度大，则通过对关键因素进行优化并通过试验验证；所述关键因素包括内板结构及厚度、外板厚度、工装支撑定位参数、包边摩擦系数、包边焊接工艺参数。
14.一种前罩涂装翻转变形预测装置，其包括：信息获取模块，用于在设计开发阶段，获取前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数；有限元建模模块，用于根据所述前罩零部件信息进行有限元建模，以生成前罩的仿真分析模型；仿真分析模块，用于对仿真分析模型施加载荷和约束，并计算得到前罩的变形响应，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值；变形预测模块，用于间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度。
15.一种存储介质，所述存储介质上存储有前罩涂装翻转变形预测程序，所述前罩涂装翻转变形预测程序被处理器执行时实现上述的前罩涂装翻转变形预测方法。
16.本发明根据前罩零部件信息建立仿真分析模型，并调整仿真分析模型中前罩所在平面与电泳液流动方向垂直，前罩在此状态下所受阻力达到最大。然后基于涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数对仿真分析模型施加载荷和约束，计算得到前罩的变形响应。再根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值，将所述间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度。进而在设计开发阶段实现了对前罩在电泳过程的变形程度的准确预测，即实现了在项目开发前期把控变形风险的目的，有效避免了后期临时发生设计变更。并且若评价结果为前罩在电泳过程中的变形程度大，通过关键因素优化即可解决变形程度大的问题，降低了后期电泳图中变形的风险，降低了后期整改成本，为项目开发节省了大量时间。
附图说明
17.图1是本发明的流程示意图；图2是本发明所述前罩ro-dip电泳过程示意图；图3是本发明所述前罩涂装电泳工装支撑定位示意图；图4是本发明所述前罩的涂胶区域示意图；图5是图4的a-a剖视图；
图6是图5的b区域的局部放大示意图；图7是图5的c区域的局部放大示意图；图8是前罩部分涂胶区域的仿真分析结果及优化后的间歇量曲线示意图。
18.图中，1—前罩，11—前罩内板，12—前罩外板，13—涂胶区域，2—车身，3—工装，h—间隙量。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作详细说明。
20.参见图1，所示的前罩涂装翻转变形预测方法，其包括如下步骤：s1，在设计开发阶段，收集前罩在ro-dip电泳翻转工况下的分析参数，即收集前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数。所述的零部件信息包括零部件材料及厚度信息、焊点焊接信息、包边模压力、前罩内板和前罩外板包边区域的摩擦系数、前罩曲面面积。所述涂装电泳工艺参数包括电泳液的密度和流速。所述工装支撑定位参数包括前罩和车身上的定位孔信息、工装尺寸数据以及工装约束方式。
21.s2，在abaqus软件中对前罩各零部件进行建模，包括材料和厚度定义、焊点和螺栓连接，然后建立包边模型并按照实际状态打包边焊，包边模型的处理方式为：参见图6，将前罩外板12周圈进行翻折并通过abaqus软件的contact功能与前罩内板11扣合，设置前罩内板11和前罩外板12之间的摩擦系数，保证包边模型与实物一致。
22.参见图2和图3，采用工装3设置于前罩1和车身2之间，使得前罩1在电泳过冲始终处于打开状态，所述工装3为支撑杆，一端插入到车身2的定位孔中，另一端插入到前罩1的定位孔中。然后将前罩模型按实际工装支撑状态旋转到位，再将前罩所在平面调整至与电泳液流动方向垂直，前罩在此状态下所受阻力达到最大，进而能够更准确得到前罩在ro-dip电泳过程中的变形响应。
23.s3，根据涂装电泳工艺参数计算得到仿真分析模型中前罩受到的阻力并将所述阻力施加于前罩内板11和前罩外板12上，根据工装支撑定位参数对前罩1和车身2上的定位孔进行约束，然后通过abaqus软件中非线性算法计算得到前罩的变形响应。
24.s4，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值，参见图4、图5和图7，在前罩上设有多个涂胶区域13，根据仿真分析后前罩的变形响应，测量涂胶区域1对应的前罩内板11和前罩外板12之间的间隙量h，以此间隙量h作为间隙量分析值。
25.在前罩上随机选取六个涂胶区域进行分析，参见图8，纵坐标为间隙量大小，单位为mm，横坐标为选定涂胶区域序号。将所述间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度，可见间隙量分析值在不同涂胶区域变化幅度较大，均远大于间歇量设定值，表明了该前罩经ro-dip电泳后变形程度较大，难以满足应用需求。
26.通过对关键因素进行优化并通过试验验证；所述关键因素包括内板结构及厚度、外板厚度、工装支撑定位参数、包边摩擦系数、包边焊接工艺参数。
27.按照上述前罩涂装翻转变形预测方法对优化后的前罩进行分析，结果参见图8，优化后的间隙量分析值在不同涂胶区域变化幅度较小，相较于优化前的间隙量分析值，整体更接近于间隙量设定值，表明了该优化方案具有一定可行性。
28.一种前罩涂装翻转变形预测装置，其包括：信息获取模块，用于在设计开发阶段，获取前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数；有限元建模模块，用于根据所述前罩零部件信息进行有限元建模，以生成前罩的仿真分析模型；仿真分析模块，用于对仿真分析模型施加载荷和约束，并计算得到前罩的变形响应，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值；变形预测模块，用于间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度。
29.一种存储介质，所述存储介质上存储有前罩涂装翻转变形预测程序，所述前罩涂装翻转变形预测程序被处理器执行时实现上述的前罩涂装翻转变形预测方法。
30.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，在设计开发阶段，收集前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数；s2，基于前罩零部件信息建立仿真分析模型，并调整仿真分析模型中前罩所在平面与电泳液流动方向垂直；s3，基于涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数对仿真分析模型施加载荷和约束，计算得到前罩的变形响应；s4，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值，将所述间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度。2.根据权利要求1所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于：所述s1中的零部件信息包括零部件材料及厚度信息、焊点焊接信息、包边模压力、前罩内板和前罩外板包边区域的摩擦系数、前罩曲面面积。3.根据权利要求1或2所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于：所述s1中的涂装电泳工艺参数包括电泳液的密度和流速。4.根据权利要求1或2所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于：所述s1中的工装支撑定位参数包括前罩和车身上的定位孔信息、工装尺寸数据以及工装约束方式。5.根据权利要求1或2所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于，所述s2具体为：在abaqus软件中对前罩各零部件进行建模，包括材料和厚度定义、焊点和螺栓连接，然后建立包边模型并按照实际状态打包边焊，然后将前罩模型按实际工装支撑状态旋转到位，再将前罩所在平面调整至与电泳液流动方向垂直。6.根据权利要求5所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于，包边模型的处理方式为：将前罩外板周圈进行翻折并通过abaqus软件的contact功能与前罩内板扣合，设置前罩内板和前罩外板之间的摩擦系数，保证包边模型与实物一致。7.根据权利要求1或2所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于，所述s3具体为：根据涂装电泳工艺参数计算得到仿真分析模型中前罩受到的阻力并将所述阻力施加于前罩内板和前罩外板上，根据工装支撑定位参数对前罩和车身上的定位孔进行约束，然后通过abaqus软件中非线性算法计算得到前罩的变形响应。8.根据权利要求1或2所述的前罩涂装翻转变形预测方法，其特征在于：若s4中评价结果为前罩在电泳过程中的变形程度大，则通过对关键因素进行优化并通过试验验证；所述关键因素包括内板结构及厚度、外板厚度、工装支撑定位参数、包边摩擦系数、包边焊接工艺参数。9.一种前罩涂装翻转变形预测装置，其特征在于，包括：信息获取模块，用于在设计开发阶段，获取前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数；有限元建模模块，用于根据所述前罩零部件信息进行有限元建模，以生成前罩的仿真分析模型；仿真分析模块，用于对仿真分析模型施加载荷和约束，并计算得到前罩的变形响应，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值；变形预测模块，用于间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中
的变形程度。10.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质上存储有前罩涂装翻转变形预测程序，所述前罩涂装翻转变形预测程序被处理器执行时实现如权利要求1~8任一项所述的前罩涂装翻转变形预测方法。

技术总结
本发明公开了一种前罩涂装翻转变形预测方法、装置及存储介质，其包括如下步骤：S1，在设计开发阶段，收集前罩零部件信息、涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数；S2，基于前罩零部件信息建立仿真分析模型，并调整仿真分析模型中前罩所在平面与电泳液流动方向垂直；S3，基于涂装电泳工艺参数以及工装支撑定位参数对仿真分析模型施加载荷和约束，计算得到前罩的变形响应；S4，根据前罩的变形响应确定前罩涂胶区域前罩内板和前罩外板之间的间隙量分析值，将所述间隙量分析值与间隙量设定值进行比较，评价前罩在电泳过程中的变形程度。其能够在设计开发阶段准确预测前罩在电泳过程中的变形程度，避免后期发生设计变更。避免后期发生设计变更。避免后期发生设计变更。


技术研发人员：曹鹏 曾小利 禹慧丽 李鹏
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8