技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽车仪表板横梁的减重优化方法。
相关背景技术
[0002] 汽车的轻量化对于降低油耗，减少排放起着至关重要的作用，目前已成为国内外汽车工业界的研究热点。在确保原有性能的基础上优化设计各总成零部件，持续优化车型谱是汽车轻量化的主导思想。汽车仪表板横梁（简称CCB）总成是汽车仪表板系统内部骨架,起到支撑仪表板系统,提供仪表板系统中部件的安装,对增加整个车身的强度也有一定作用,是仪表板系统与白车身总成的连接支架。本发明介绍了一种仪表板横梁的优化设计方法,减轻仪表板横梁总成的重量，达到了汽车轻量化的目标。
[0003] 传统的汽车仪表板横梁设计为了满足其性能要求，一味的对零件进行加强，传统的设计方法既费时又低效，而且存在以下问题：
[0004] （1）对所有零件进行加强没有针对性和方向性；
[0005] （2）对所有零件进行加强或减弱造成了材料的不合理利用。
具体实施方式
[0028] 下面将结合附图，对本发明作进一步说明。
[0029] 本发明公开了一种汽车车身的优化设计方法，包括如下步骤：
[0030] 第一步：读入优化前的汽车仪表板横梁的参考数据，如图1所示，例如读入原有车型的仪表板横梁分析数据；
[0031] 第二步：对优化前的仪表板横梁进行模态分析、支架静刚度分析、碰撞分析得出优化前的汽车仪表板横梁的一阶整体模态频率、安装点的静刚度值以及绘制出碰撞曲线图，作为评价优化后的汽车仪表板横梁的性能指标；
[0032] 第三步：通过优化前的汽车仪表板横梁的参考数据进行CAE分析模型计算出构成汽车仪表板横梁的每个零部件的模态因子δ值，在图1所示仪表板横梁参考数据中，每个零件的模态因子δ值如图2所示；
[0033] 第四步：根据模态因子δ值的大小对构成汽车仪表板横梁的每个零件进行类别划分为构架件和非构件，构架件为模态因子δ值大于0.5的零件，非构架件是指模态因子δ值小于或等于0.5的零件，在图1所示仪表板横梁参考数据中，如图3中黑色零件表示构架件，白色零件表示非构架件；
[0034] 第五步：通过CATIA软件对不同类别的零件运用不同的优化设计方式进行优化，针对构架件优化时可以加强模态因子较大的零件（可以增加零件厚度和对其结构形状增加一些翻边或者加强筋来对其加强），减弱模态因子较小的零件（可以减小零件厚度和对其结构形状简单化等），优化时不仅需要关注每个零件对模态的影响而且需要关注安装点的刚度值；针对非构架件优化时可以先对零件厚度减薄，然后对其对其结构形状增加一些翻边或者加强筋来对其加强，但需要关注每个零件的静刚度值，其整体对比结构如图4所示；
[0035] 第六步：通过MSC NASTRAN软件对优化后的汽车仪表板横梁进行分析验证，将优化后的汽车仪表板横梁的一阶整体模态频率、各个零件安装点的静刚度值以及碰撞曲线与优化前的参考性能指标相比，其中静刚度值选取50N变形量来表征：
[0036] 若优化后的汽车仪表板横梁的一阶整体模态频率较优化前的参考性能指标相比，其变化量下降在5%以内或提高（图5示出了汽车仪表板横梁优化前后一阶整体模态频率对比示意图）；
[0037] 零件安装点的50N变形量小于1mm，或当零件安装点的50N变形量大于1mm时，与优化前的参考性能指标相比，其变化量下降在5%以内（图6示出了汽车仪表板横梁优化前后各个支架的静刚度值（50N变形量）对比示意图）；以及，
[0038] 优化后与优化前的碰撞曲线运动趋势相同（图7和图8示出了汽车仪表板横梁优化前后CCB碰撞验证——FEA侧碰和前碰碰撞曲线对比示意图），则达到设计要求；
[0039] 否则，继续执行第五步。
[0040] 本发明通过上述步骤，能够达到减轻汽车仪表板横梁重量的目的，同时，还节省了材料，提高了材料利用率，节约了成本，符合当今社会汽车轻量化的要求。
[0041] 以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
