本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车车身材料优化方法及优化系统。
背景技术：
：随着人们生活水平的提高和汽车工业的快速发展，汽车越来越多的应用于人们的日常生活中。在汽车行业的不断发展过程中，人们除了关注汽车的质量、功能等因素，对汽车车身的安全性，也越来越重视。汽车车身通常选用烘烤硬化(BH)钢板、无间隙原子钢(Interstitial-FreeSteel，IF钢)板、低合金高强度钢板、双相钢板、相变诱导塑性(TRIP)钢板、热成形高强度钢板、及减振复合钢板等，其可使车身结构强度、刚度提高，质量减轻，降低噪声，提高车身的安全性。由于钢板种类较多，各钢厂实际产品性能有差异，且国内自主品牌汽车厂家实际应用经验较欠缺，因此，到目前为止还没有形成一个较系统优化方法。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种比较系统的、简单易行的汽车车身材料优化方法及优化系统，以解决现有技术中的不足。本发明提供一种汽车车身材料优化方法，所述汽车车身材料优化方法包括步骤：获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的级别划分范围；根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表，所述初始信息表包括零件名称和材料名称；根据所述初始信息表中所述零件名称和所述材料名称获取对应所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的评级结果；在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标，得出具有更优的所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的优化方案。进一步地，所述根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表的步骤之后，还包括步骤：对所述初始信息表中的信息与CAD中的信息进行复核确认。进一步地，所述材料性能评价指标为多个，包括材料强度、材料成形性、碰撞能量吸收性能、硬化能力、抵抗碰撞变形性能、以及价格指数。进一步地，所述材料性能评价指标的级别划分范围划分为七个级别。进一步地，所述零件性能评价指标为多个，包括零件强度、抵抗碰撞变形、碰撞能量吸收、刚度灵敏度、零件成形性、以及成本关联度。进一步地，所述零件性能评价指标的级别划分范围划分为七个级别。进一步地，所述初始信息表还包括零件号、厚度、数量、以及单件重量。本发明还一种汽车车身材料优化系统，所述汽车车身材料优化系统包括：预定义模块，用于获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的级别划分范围；初始信息创建模块，用于根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表；级别评级模块，用于根据所述初始信息表中所述零件名称和所述材料名称获取对应所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的评级结果；以及筛选模块，用于在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标，得出具有更优的所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的优化方案。进一步地，所述汽车车身材料的选择评价装置还包括复核模块，用于对所述初始信息与CAD中的信息进行复核确认。本发明的有益效果是，提供了一种比较系统的、简单易行的汽车车身材料优化方法及优化系统，解决了现有技术中的不足。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1是本发明的汽车车身材料优化方法的流程图。图2是后裙板内板优化前、后材料性能的雷达对比图。图3是后裙板内板优化前、后零件性能的雷达对比图。图4是本发明实施例提供的汽车车身材料优化系统的架构框图。具体实施方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。图1是本发明的汽车车身材料优化方法的流程图，参见图1所示，本发明提供的汽车车身材料优化方法包括：步骤S1：获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义材料性能评价指标和零件性能评价指标的级别划分范围。汽车车身的材料性能评价指标包括材料强度、材料成形性、碰撞能量吸收性能、硬化能力、抵抗碰撞变形性能、以及价格指数等多个指标。其定义如下：材料强度σm：其数值用材料的屈服强度表示，表示金属材料在出现屈服现象时的屈服极限。材料成形性Fm：指金属钣金材料冲压成形到所需要的形状而没有断裂、局部减薄和起皱出现的能力。本方法仅适用于冷加工成形。在这里用FLC曲线正下方与横轴围成的面积Fm大小作为衡量标准，面积越大表示成形性越好。其中FLC的获得应符合GB/T24171.2的规定。碰撞能量吸收性能AE：车身钣金零件在一定范围的碰撞变形过程中吸收能量多少的能力。AE∝t2σb2q，这里取q＝0.5。硬化能力k：是真实应变等于1.0时的真实应力。k值越大，表示材料在一定塑性变形后的强度和硬度越高。这里的硬化能力k值符合Hollomon关系式σ真＝kεn。抵抗碰撞变形性能P：车身钣金材料在碰撞过程中抵抗塑性变形的能力。此能力要求零部件具有较高的模量值。P∝tEDp，其中1/ED＝1/E+1/ES，ES＝kεn-1,这里取p＝1，ES点在应变范围0.02≤ε≤1之间平均取50个点，分别计算，从而得到50个tEDm值的平均值。价格指数Cm：某一牌号材料的价格与宝钢材料牌号DC01，厚度1.0mm，宽度1250mm规格的价格的比值定义为此材料的价格指数。其中DC01的价格以宝钢对应牌号的当月基本价格。备注：σ0.2为屈服强度，σb为抗拉强度，σ真为真实应力，ε为真实应变，n为应变硬化指数，t为板材厚度，ED为动荷模量，E为弹性模量，ES为正割模量，p、q为常数。汽车车身的零件性能评价指标包括零件强度、抵抗碰撞变形、碰撞能量吸收、刚度灵敏度、零件成形性、以及成本关联度等多个指标。其定义分别如下：零件强度σeq：根据VonMises屈服准则，车身钣金零件在设计要求工况下受到的最大等效应力。抵抗碰撞变形Br：碰撞后车身单个零件的最大有效塑性应变。碰撞能量吸收W：车身在碰撞过程中单个零件消耗的内能占整个车身消耗的总内能的百分比。刚度灵敏度St：在一定载荷条件下，车身单个零件材料的变化对车身整体及局部弯曲刚度或扭转刚度的影响程度。零件成形性Fp：在一定设备、材料和加工能力的条件下，由原材料加工成合格车身零件的难易程度。成本关联度Cp：单个零件的材料成本占车身材料总成本的比例。汽车车身的材料性能评价指标划分为七个级别，各材料性能评价指标的每个级别所对应一定的范围，具体地，采用1、2、3、4、5、6、7来表示七个级别的编号，除了强度指标单位用兆帕(MPa)表示外，其他指标均不考虑单位。参见表1所示。表1材料性能评价指标的级别划分标准汽车车身的零件性能评价指标划分为七个级别，各零件性能评价指标的每个级别所对应一定的范围，具体地，采用1、2、3、4、5、6、7来表示七个级别的编号。参见表2所示。表2零件性能评价指标的级别划分标准步骤S2：根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表。根据车身设计参数和BOM(BillofMaterial，物料清单)创建待优化零件初始信息表，初始信息表包括零件号、零件名称、材料名称、厚度、数量、以及单件重量。步骤S3：对待优化零件的初始信息表中的信息与CAD中的信息进行复核确认。由于BOM数据与CAD(ComputerAidedDesign，计算机辅助设计)数据更新不同步的问题，二者往往存在一些出入，因此，对现有BOM数据中的材质、厚度、以及单件重量等信息与CAD中的信息进行比较和检查，复核并确认初始信息表中的具体信息，该具体信息包括零件的3D数据和材料的基本信息，此步骤仅仅是一个检查校核的过程。步骤S4：根据初始信息表中的零件名称和材料名称获取对应材料性能评价指标和零件性能评价指标的评级结果。根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表1材料性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件所使用材料的材料强度、材料成形性、碰撞能量吸收性能、硬化能力、抵抗碰撞变形性能和价格指数等材料性能评价指标的评级结果。根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表2零件性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件的零件强度、抵抗碰撞变形、碰撞能量吸收、刚度灵敏度、零件成形性和成本关联度等零件性能评价指标的评级结果。步骤S5：在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较材料性能评价指标和零件性能评价指标，得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案。在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，确定零件性能评价指标和材料性能评价指标中保持不变、变化的指标，比较待优化零件初始的材料性能评价指标和零件性能评价指标，得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案。汽车车身材料优化方法，不仅可优化一个车身零件，也可以同时优化多个车身零件。实施例一：汽车车身的后裙板内板材料优化方法后裙板内板以减重为目的，进行优化。步骤S1：获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义材料性能评价指标和零件性能评价指标的级别划分范围。(同前述内容)步骤S2：根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表。本实施例中，待优化零件-后裙板内板的初始信息，参见表3。表3后裙板内板的初始信息表步骤S3：对待优化零件的初始信息表中的信息与CAD中的信息进行复核确认。由于BOM数据与CAD数据更新不同步的问题，二者往往存在一些出入，因此，对现有BOM数据中待优化零件-后裙板内板的材质、厚度、以及单件重量等信息与CAD中的信息进行比较和检查，复核并确认初始信息表中的具体信息。步骤S4：根据初始信息表中的零件名称和材料名称获取对应材料性能评价指标和零件性能评价指标的评级结果。根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表1材料性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件-后裙板内板所使用材料的材料强度、材料成形性、碰撞能量吸收性能、硬化能力、抵抗碰撞变形性能和价格指数等材料性能评价指标的评级结果，评级结果见表4。表4后裙板内板优化前材料性能评级结果根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表2零件性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件-后裙板内板的零件强度、抵抗碰撞变形、碰撞能量吸收、刚度灵敏度、零件成形性和成本关联度等零件性能评价指标的评级结果，评级结果见表5。表5后裙板内板优化前零件性能评级结果步骤S5：在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较材料性能评价指标和零件性能评价指标，得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案。后裙板内板的设计性能，主要是防止侧碰变形，其对零件强度、抵抗碰撞变形性能的要求较高，而对其他指标要求较低。根据减重的优化目的，在不影响后裙板内板设计性能的前提下，即零件强度、抵抗碰撞变形性能的指标评级基本保持不变，重量下降，其他指标(其他的零件性能评价指标和材料性能评价指标)评级相当，在数据库中进行筛选得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案，优化方案见表6，优化方案的材料性能评级和零件性能评级的结果见表7和表8，后裙板内板优化前后的性能变化情况见表9，还可针对后裙板内板优化前、后的材料性能和零件性能分别制作雷达对比图，参见图2、图3所示。表6后裙板内板优化方案零件名称材料名称厚度(mm)重量(kg)数量后裙板内板DX420/780DPD+ZF1.802.3251表7后裙板内板优化后材料性能评级结果表8后裙板内板优化后零件性能评级结果表9后裙板内板优化前后的性能变化情况因此，后裙板内板可采用强度更高的材料DX420/780DPD+ZFt1.8来替换DX340LAD+ZFt2.0达到减重的目的。实施例二：汽车车身的左前纵梁后板材料优化方法左前纵梁后板以减重为目的，进行优化。步骤S1：获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义材料性能评价指标和零件性能评价指标的级别划分范围。(同前述内容)步骤S2：根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表。本实施例中，待优化零件-左前纵梁后板的初始信息，参见表10。表10左前纵梁后板初始信息表步骤S3：对待优化零件的初始信息表中的信息与CAD中的信息进行复核确认。由于BOM数据与CAD数据更新不同步的问题，二者往往存在一些出入，因此，对现有BOM数据中待优化零件-左前纵梁后板的材质、厚度、以及单件重量等信息与CAD中的信息进行比较和检查，复核并确认初始信息表中的具体信息。步骤S4：根据初始信息表中的零件名称和材料名称获取对应材料性能评价指标和零件性能评价指标的评级结果。根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表1材料性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件-左前纵梁后板所使用材料的材料强度、材料成形性、碰撞能量吸收性能、硬化能力、抵抗碰撞变形性能和价格指数等材料性能评价指标的评级结果，评级结果见表11。表11左前纵梁后板优化前材料性能评级结果根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表2零件性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件-左前纵梁后板的零件强度、抵抗碰撞变形、碰撞能量吸收、刚度灵敏度、零件成形性和成本关联度等零件性能评价指标的评级结果，评级结果见表12。表12左前纵梁后板优化前零件性能评级结果步骤S5：在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较材料性能评价指标和零件性能评价指标，得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案。左前纵梁后板设置于前纵梁后段，左前纵梁后板的设计性能，主要是抵抗碰撞变形，同时具有一定的强度和刚度，其对碰撞能量吸收性能、零件强度、抵抗碰撞变形性能的要求较高，而对其他指标要求较低。根据减重的优化目的，在不影响左前纵梁后板设计性能的前提下，即碰撞能量吸收性能、零件强度、抵抗碰撞变形性能的指标评级基本保持不变，重量下降，其他指标(其他的零件性能评价指标和材料性能评价指标)评级相当，在数据库中进行筛选得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案，根据减重的优化目的，在不影响左前纵梁后板设计性能的前提下，即碰撞能量吸收性能、零件强度、抵抗碰撞变形性能的指标评级基本保持不变，重量下降，其他指标(其他的零件性能评价指标和材料性能评价指标)评级相当，在数据库中进行筛选得出优化方案，优化方案见表13，优化方案的材料性能评级和零件性能评级的结果见表14和表15，左前纵梁后板优化前后的性能变化情况见表16。表13左前纵梁后板优化方案零件名称材料名称厚度(mm)重量(kg)数量左前纵梁后板DX420LAD+ZF1.800.731表14左前纵梁后板优化后材料性能评级结果表15左前纵梁后板优化后零件性能评级结果表16左前纵梁后板优化前后的变化情况因此，左前纵梁后板可采用强度略提高而厚度减薄的材料DX420LAD+ZFt1.8来替换DX340LAD+ZFt2.0达到减重的目的。实施例三：汽车车身的左前纵梁后外板材料优化方法左前纵梁后外板以降低成本为目的，进行优化。步骤S1：获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义材料性能评价指标和零件性能评价指标的级别划分范围。(同前述内容)步骤S2：根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表。本实施例中，待优化零件-左前纵梁后外板的初始信息，参见表17。表17左前纵梁后外板的初始信息表零件名称材料名称厚度(mm)重量(kg)数量左前纵梁后外板DX56D+ZF1.201.9751步骤S3：对待优化零件的初始信息表中的信息与CAD中的信息进行复核确认。由于BOM数据与CAD数据更新不同步的问题，二者往往存在一些出入，因此，对现有BOM数据中待优化零件-左前纵梁后外板的材质、厚度、以及单件重量等信息与CAD中的信息进行比较和检查，复核并确认初始信息表中的具体信息。步骤S4：根据初始信息表中的零件名称和材料名称获取对应材料性能评价指标和零件性能评价指标的评级结果。根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表1材料性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件-左前纵梁后外板所使用材料的材料强度、材料成形性、碰撞能量吸收性能、硬化能力、抵抗碰撞变形性能和价格指数等材料性能评价指标的评级结果，评级结果见表18。表18左前纵梁后外板优化前材料性能评级结果根据初始信息表中的零件名称和材料名称，按照表2零件性能评价指标的级别划分标准，获取初始信息表中待优化零件-左前纵梁后外板的零件强度、抵抗碰撞变形、碰撞能量吸收、刚度灵敏度、零件成形性和成本关联度等零件性能评价指标的评级结果，评级结果见表19。表19左前纵梁后外板优化前零件性能评级结果步骤S5：在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较材料性能评价指标和零件性能评价指标，得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案。左前纵梁后外板属于一般结构件，左前纵梁后外板的设计性能，仅对刚度有一定要求，零件结构比较简单，故材料厚度不能改变，材料成形性可不变或略微降低。根据减重的优化目的，在不影响左前纵梁后外板设计性能的前提下，即材料厚度不变，材料成形性可不变或略微降低，价格下降，其他指标(其他的零件性能评价指标和材料性能评价指标)评级不变或相当，在数据库中进行筛选得出具有更优的材料性能评价指标和零件性能评价指标的优化方案，优化方案见表20，优化方案的材料性能评级和零件性能评级的结果见表21和表22，左前纵梁后外板优化前后的性能变化情况见表23。表20左前纵梁后外板优化方案零件名称材料名称厚度(mm)重量(kg)数量左前纵梁后外板DX54D+ZF1.201.9751表21左前纵梁后外板优化后材料性能评级结果表22左前纵梁后外板优化后零件性能评级结果表23左前纵梁后外板优化前后的变化情况因此，左前纵梁后外板可采用更便宜的材料DX54D+ZFt1.2来替换DX56D+ZFt1.2达到降低成本的目的。本发明的有益效果是，提供了一种比较系统的、简单易行的汽车车身材料优化方法，解决了现有技术中的不足。图4为本发明实施例提供的汽车车身材料优化系统的架构框图。请参见图4，本发明实施例提供的汽车车身材料优化系统400包括：预定义模块401、、初始信息创建模块402、复核模块403、级别评级模块404、以及筛选模块405。具体地，预定义模块401，用于获取材料性能评价指标和零件性能评价指标，以及预定义所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的级别划分范围。级别划分模块402，用于根据待优化零件的设计参数和物料清单创建所述待优化零件的初始信息表。复核模块403，用于对所述初始信息与CAD中的信息进行复核确认。级别评级模块404，用于根据所述初始信息表中所述零件名称和所述材料名称获取对应所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的评级结果；以及筛选模块405，用于在不影响零件设计性能的前提下，根据优化目的，比较所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标，得出具有更优的所述材料性能评价指标和所述零件性能评价指标的优化方案。关于本发明提供的汽车车身材料优化系统400的详细的工作流程，请参阅上文针对汽车车身材优化方法的描述，此处不再赘述。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 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