一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法与流程

专利检索2025-07-20  8


本发明涉及汽车生产制造,尤其涉及一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法。


背景技术:

1、汽车是指由动力驱动,具有四个或四个以上车轮的非轨道承载的车辆,近年来,随着我国汽车行业的高速发展,人们对汽车品质的要求也越来越高,车身防腐性能更是备受关注,车身涂装的主要目的是保护、装饰的特殊功能,优良的电泳漆膜不仅为中涂、面漆提供合格的底材结构,还能增强车身的防腐性能,更能延长汽车的使用寿命。

2、在汽车行业,白车身(body in white)按照车身术语标准和教科书上的定义,是指装焊完毕尚未涂装的车身,在车辆的生产制造过程中,通常对白车身进行电泳涂装而使得白车身获得电泳涂层,利用复合材料发泡来封堵车身可改善车内噪音,所以白车身的复合材料发泡工艺也是汽车生产过程中的重要工序之一。

3、现有技术中,电泳漆固化不足对白车身耐腐蚀性有很大影响,而复合材料发泡不良将影响车辆安全、nvh等性能,同时还可能导致局部异响,现阶段对这两个问题识别主要依赖白车身实验拆解验证和子系统烘烤验证,这两种验证方式存在以下缺点:

4、1、验证周期长、成本高(需要报废掉白车身);

5、2、不能识别全部问题点,无法做到预防;

6、3、对于问题点不能得到该区域准确温度;

7、4、装车阶段车身可改动范围小;

8、上述缺点会带来因车身问题而改善工艺或提高烘房成本的问题,因此,本发明提出一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法以解决现有技术中存在的问题。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明的目的在于提出一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,解决现有技术中针对电泳漆固化不足以及复合材料发泡不良的识别主要依赖白车身实验拆解验证和子系统烘烤验证,存在验证周期长、成本高,不能识别全部问题点,无法做到预防,于问题点不能得到该区域准确温度,以及装车阶段车身可改动范围小的问题。

2、为了实现本发明的目的,本发明通过以下技术方案实现:一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,包括以下步骤:

3、步骤一:先对涂装车间烘房进行几何建模,建立仿真烘房,再依次设置仿真烘房的进风口参数以及不同温区的温度参数;

4、步骤二:对实际生产制造过程中烘房空气温度和白车身钣金温度进行测试,并根据测试结果分别获取烘房空气温度曲线以及白车身钣金温度曲线;

5、步骤三:测试实际生产制造过程中烘房烘烤过程中中所用材料的导热系数、比热容和密度;

6、步骤四:通过仿真计算方法计算步骤一中建立的仿真烘房的钣金温度曲线,再将仿真计算得到的钣金温度曲线与步骤二中实测得到的白车身钣金温度曲线进行对标,并根据对标结果调整仿真烘房参数;

7、步骤五:利用步骤四中对标完成的仿真烘房,结合步骤三中的测试结果,通过传热学原理进行钣金和复合材料温度计算;

8、步骤六:根据步骤五中钣金和复合材料的温度计算结果,分别对比电泳固化窗口和复合材料发泡窗口,并识别电泳固化不足和复合材料未能发泡区域。

9、进一步改进在于:所述步骤一中,对涂装车间烘房进行几何建模时,预先确定实际生产制造过程中烘房的几何尺寸以及白车身在烘房中的姿态和位置。

10、进一步改进在于:所述步骤一中,所述进风口参数包括进风口位置、出风角度、进风风速和进风温度。

11、进一步改进在于:所述步骤一中,所述不同温区的温度参数包括每个温区的持续时间、每个温区的温度设置和热源设置,其中热源包括烘房墙壁热源和进风口热源。

12、进一步改进在于:所述步骤二中,所述烘房空气温度曲线用于计算白车身钣金和复合材料温度,所述白车身钣金温度曲线用于修正仿真烘房参数。

13、进一步改进在于:所述步骤三中,所述实际生产制造过程中烘房烘烤过程中所用材料包括钢、铝合金、热塑型复合材料和热固型复合材料。

14、进一步改进在于:所述步骤三中,若材料在烘烤过程中本身发生放热,则测量该材料在不同温度下的放热量。

15、进一步改进在于:所述步骤四中,调整仿真烘房参数时,使仿真计算得到的钣金温度曲线和实测得到的白车身钣金温度曲线在升温段和保温段达到98%以上的拟合度。

16、本发明的有益效果为:本发明采用烘烤仿真技术,通过计算钣金和复合材料温度,并结合电泳固化窗口和复合材料发泡窗口对比结果,判断电泳固化和复合材料发泡程度,以识别电泳固化不足和复合材料未能发泡区域,通过该仿真计算方法可在数据阶段识别电泳固化不足和复合材料发泡不良位置,实现在数据阶段发现问题、解决问题和规避问题,较后期白车身或子系统烘烤验证可缩短验证周期和降低验证成本,其次,较白车身或子系统验证问题识别更全面,不会遗漏个别位置,对于风险位置可得到准确温度分布,可提高优化效率,能大大降低为实车问题而改善工艺带来的成本。



技术特征:

1.一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤一中,对涂装车间烘房进行几何建模时,预先确定实际生产制造过程中烘房的几何尺寸以及白车身在烘房中的姿态和位置。

3.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤一中,所述进风口参数包括进风口位置、出风角度、进风风速和进风温度。

4.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤一中,所述不同温区的温度参数包括每个温区的持续时间、每个温区的温度设置和热源设置,其中热源包括烘房墙壁热源和进风口热源。

5.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤二中,所述烘房空气温度曲线用于计算白车身钣金和复合材料温度,所述白车身钣金温度曲线用于修正仿真烘房参数。

6.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤三中,所述实际生产制造过程中烘房烘烤过程中所用材料包括钢、铝合金、热塑型复合材料和热固型复合材料。

7.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤三中,若材料在烘烤过程中本身发生放热,则测量该材料在不同温度下的放热量。

8.根据权利要求1所述的一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,其特征在于:所述步骤四中,调整仿真烘房参数时,使仿真计算得到的钣金温度曲线和实测得到的白车身钣金温度曲线在升温段和保温段达到98%以上的拟合度。


技术总结
本发明公开一种白车身电泳固化及复合材料发泡仿真计算方法,包括以下步骤:通过仿真建模软件搭建涂装车间烘房模型,测试实际烘房空气温度和白车身钣金温度,测试烘房烘烤过程中常用材料的物理参数,通过对标仿真参数和实测参数来调整仿真烘房参数,基于传热学原理来计算钣金和复合材料温度,识别白车身电泳固化不足和复合材料未能发泡区域;本发明采用烘烤仿真技术,通过计算钣金和复合材料温度,并结合电泳固化窗口和复合材料发泡窗口对比结果,判断电泳固化和复合材料发泡程度,以识别电泳固化不足和复合材料未能发泡区域,实现在数据阶段发现问题、解决问题和规避问题,较后期白车身或子系统烘烤验证可缩短验证周期和降低验证成本。

技术研发人员:谢宇,王亚北,何园明,汪小鹏,李铁柱
受保护的技术使用者:海程新材料(芜湖)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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