汽车尾门结构的优化方法及系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车尾门结构的优化方法及系统。

背景技术：

汽车尾门作为汽车重要的子系统，不仅本身结构复杂，而且与相邻的总成和子系统存在严格的装配关系，受力复杂。尾门内板是尾门结构中最主要的承载体，将直接影响尾门结构的整体刚度。使用传统的设计思路，即基于传统的金属钣金尾门结构的设计方法，尾门的结构性能难以达到设计要求。其中，以扭转工况最为严重，扭转刚度值超标300％。

为了实现汽车设计的轻量化要求，用塑料尾门替代金属尾门在新车型开发中应用越来越多，已成为汽车轻量化的有效手段，研究表明，尾门内板受扭转载荷下的承载路径分布和尾门内板局部增强筋的布置形式，决定塑料尾门的结构性能否满足设计要求，如今，缺少一种优化方法，通过对尾门内板进行优化，最终实现尾门结构的优化。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种汽车尾门结构的优化方法及系统，用以解决现有技术中缺少一种优化方法，通过对尾门内板进行优化，最终实现尾门结构的优化的问题。具体方案如下：

一种汽车尾门结构的优化方法，包括：

依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载并进行传力路径分析；

依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构；

依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载并进行加强筋布置；

依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构；

将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。

上述的方法，可选的，还包括：

为所述待优化汽车尾门内板定义设计空间和非设计空间。

上述的方法，可选的，还包括：

对所述目标汽车尾门进行结构模态、外开把手刚度、过开刚度、关门刚度、横向刚度、尺寸和面差变形、抗凹、载货刚度、耐久性能的验证与优化。

上述的方法，可选的，依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构，包括：

获取所述传力路径结果中包含的各个x型传力路径；

依据所述各个x型传力路径对所述待优化尾门内板进行构建，得到所述第一汽车尾门内板结构。

上述的方法，可选的，依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载并进行加强筋布置，包括：

依据所述预设的加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，获取第一汽车尾门内板内侧的第一加强筋分布和第一汽车尾门内板外侧的第二加强筋分布；

依据所述第一加强筋分布和所述第二加强筋分布确定所述第一汽车尾门内板内侧的加强筋布置和所述第一汽车尾门内板外侧的加强筋布置。

上述的方法，可选的，依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构，包括：

获取所述加强筋结果中包含的各个x型加强筋布置形式；

依据所述各个x型加强筋布置形式对所述第一汽车尾门内板进行构建，得到所述目标汽车尾门内板结构。

上述的方法，可选的，目标汽车尾门内板结构可以为第一门目标汽车尾门内板结构，第二目标汽车尾门内板结构和第三目标汽车尾门内板结构中的一种，其中，

所述第一目标汽车尾门内板结构为采用x型的传力路径、x型的加强筋布置形式并且包含结构1、结构2、结构3、结构4、结构5、结构6和结构7；

所述第二目标汽车尾门内板结构为采用x型的传力路径、x型的加强筋布置形式并且包含结构1、结构3、结构5和结构6；

所述第三目标汽车尾门内板结构为采用x型的传力路径、x型的加强筋布置形式并且包含结构1、结构3、结构4和结构7。

一种汽车尾门结构的优化系统，包括：

第一加载分析模块，用于依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载并进行传力路径分析；

第一构建模块，用于依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构；

第二加载分析模块，用于依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载并进行加强筋布置；

第二构建模块，用于依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构；

总成模块，用于将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。

上述的系统，可选的，所述第一构建模块包括：

获取单元，用于获取所述传力路径结果中包含的各个x型传力路径；

构建单元，用于依据所述各个x型传力路径对所述待优化汽车尾门内板进行构建，得到所述第一汽车尾门内板结构。

上述的系统，可选的，所述第二加载分析模块包括：

加载获取单元，用于依据所述预设的加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，获取第一汽车尾门内板内侧的第一加强筋分布和第一汽车尾门内板外侧的第二加强筋分布；

确定单元，用于依据所述第一加强筋分布和所述第二加强筋分布确定所述第一汽车尾门内板内侧的加强筋分布和所述第一汽车尾门内板外侧的加强筋分布。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明公开了一种汽车尾门结构的优化方法，包括：依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载，进行传力路径分析，得到传力路径分析结果，依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构，依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，进行加强筋布置，得到加强筋布置结果，依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构，将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。提供了一种通过对所述待优化汽车尾门内板的传力路径和加强筋布置进行优化得到目标汽车尾门内板结构，并将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到满足性能要求的目标汽车尾门的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种汽车尾门结构的优化方法流程图；

图2为本申请实施例公开的一种汽车尾门结构的优化方法又一流程图；

图3为本申请实施例公开的一种汽车尾门结构的优化方法又一流程图；

图4为本申请实施例公开的一种汽车尾门结构的优化方法又一流程图；

图5为本申请实施例公开的一种汽车尾门内板结构示意图；

图6为本申请实施例公开的一种汽车尾门内板结构又一示意图；

图7为本申请实施例公开的一种汽车尾门内板结构又一示意图；

图8为本申请实施例公开的一种汽车尾门结构的优化系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本发明公开了一种尾门结构的优化方法，所述方法应用在对汽车尾门结构的优化过程中，所述优化方法可以作为一种通用的优化方法应用在汽车的设计过程中，本发明实施例中，尾门内板是尾门结构中最主要的承载体，将直接影响尾门结构的整体刚度。研究表明，尾门内板受扭转载荷下的承载路径分布和尾门内板局部增强筋的布置形式，决定塑料尾门的结构性能否满足设计要求，以塑料尾门为例，针对扭转工况对上述的优化方法进行说明，所述方法的执行流程如图1所示，包括步骤：

s101、依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载并进行传力路径分析；

本发明实施例中，所述预设的载荷依据塑料尾门扭转工况性能标准要求：在100n载荷作用下，受力位置的扭转刚度要≥150n.m/°(牛.米/度)。依据设计标准要求施加载荷和边界条件到所述待优化汽车尾门内板上并进行传力路径分析，确定包含所述待优化汽车尾门内板的传力路径的传力路径分析结果。其中，优选的，所述传力路径为x型。

s102、依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构；

本发明实施例中，解析所述传力路径分析结果，获取所述传力路径分析结果中的各个传力路径，优选的，所述各个传力路径包含塑料材料，不存在传力路径的部分可以挖空或者减少塑料的使用，构建得到所述第一汽车尾门内板结构。

s103、依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载并进行加强筋布置；

本发明实施例中，需要为所述第一尾门内板结构添加加强筋来满足强度的要求，依据与s101相同的载荷加载方式对所述第一尾门结构进行加载，即在100n载荷作用下，受力位置的扭转刚度要≥150n.m/°(牛.米/度)，进行加强筋的布置，得到包含各个加强筋的优选布置形式和位置的加强筋布置结果。

s104、依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构；

本发明实施例中，依据加强筋布置结果中包含的加强筋优选布置形式和位置，确定所述第一汽车尾门内板结构中各个加强筋的布置形式和位置，得到所述目标汽车内板结构，优选的，所述加强筋的布置形式为x型。

s105、将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。

本发明实施例中，将所述目标汽车尾门内板与对应的汽车尾门进行总成，得到目标汽车尾门，其中，所述目标汽车尾门包括：目标汽车尾门内板、目标汽车尾门外板、铰链加强板(钣金)、撑杆加强板(钣金)、限位块加强板(钣金)、锁扣加强板(钣金)、外开把手加强板(钣金)和粘胶连接及其他附件组成。其中，优选的，所述目标汽车尾门外板的材料为塑料。

本发明实施例中，优选的，为所述待优化汽车尾门内板定义设计空间和非设计空间。尾门内板结构优化空间定义：功能用开口为非设计空间，其余都为设计空间。

本发明实施例中，优选的，对所述目标汽车尾门结构的性能进行验证和优化，包括：结构模态、外开把手刚度、过开刚度、关门刚度、横向刚度、尺寸和面差变形、抗凹、载货刚度、耐久性能的验证与优化。

本发明公开了一种汽车尾门结构的优化方法，包括：依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载，进行传力路径分析，得到传力路径分析结果，依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构，依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，进行加强筋布置，得到加强筋布置结果，依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构，将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。提供了一种通过对所述待优化汽车尾门内板的传力路径和加强筋布置进行优化得到目标汽车尾门内板结构，并将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到满足性能要求的目标汽车尾门的方法。

本发明实施例中，依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构的方法流程如图2所示，包括步骤：

s201、获取所述传力路径结果中包含的各个x型传力路径；

本发明实施例中，解析所述传力路径分析结果，获取所述传力路径分析结果中包含的各个x型的传力路径。

s202、依据所述各个x型传力路径对所述待优化尾门内板进行构建，得到所述第一汽车尾门内板结构。

本发明实施例中，针对每一个x型的传力路径，确定所述待优化汽车尾门内板中的塑料材料的分布，优选的，传力路径上包含塑料材料，不包含传力路径的部分可以进行挖空或者减少塑料材料的使用以满足轻量化的要求，当所述各个型传力路径均处理完成时，完成所述待优化尾门内板的构建，得到所述第一尾门内板结构。

本发明实施例中，通过计算机辅助工程cae(computeraidedengineering)依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载并进行加强筋布置的方法流程如图3所示，包括步骤：

s301、依据所述预设的加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，获取第一汽车尾门内板内侧的第一加强筋分布和第一汽车尾门内板外侧的第二加强筋分布；

本发明实施例中，依据塑料尾门扭转工况性能标准要求：在100n载荷作用下，受力位置的扭转刚度要≥150n.m/°(牛.米/度)对所述第一尾门内板结构进行加载，获取第一汽车尾门内板内侧的第一加强筋分布和第一汽车尾门内板外侧的第二加强筋分布。

s302、依据所述第一加强筋分布和所述第二加强筋分布确定所述第一汽车尾门内板内侧的加强筋布置和所述第一汽车尾门内板外侧的加强筋布置。

本发明实施例中，依据所述第一加强筋分布确定所述第一汽车尾门内板内侧的加强筋的布置，其中，加强筋的布置包括加强筋的形式和加强筋的位置分布和依据所述第二加强筋分布确定所述第一汽车尾门内板外侧的加强筋的布置，其中，加强筋的布置包括加强筋的形式和加强筋的位置分布。优选的，加强筋布置结果包括：所述第一汽车尾门内板的外侧和内侧中各个加强筋的布置形式和位置。

本发明实施例中，依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构的方法流程如图4所示，包括步骤：

s401、获取所述加强筋结果中包含的各个x型加强筋布置形式；

本发明实施例中，解析所述加强筋布置结果，获取所述加强筋结果中包含的各个x型加强筋布置形式，布置形式包括：每一个个x型加强筋和其对应的位置。

s402、依据所述各个x型加强筋布置形式对所述第一汽车尾门内板进行构建，得到所述目标汽车尾门内板结构。

本发明实施例中，依据每一个x型加强筋和其对应的位置，对所述第一尾门内板进行构建，在对应的位置添加x型加强筋，当所述各个加强筋布置形式均布置完成时，得到所述目标汽车尾门内板结构。

本发明实施例中，目标汽车尾门内板结构可以为第一门目标汽车尾门内板结构，第二目标汽车尾门内板结构和第三目标汽车尾门内板结构中的一种，其中，

所述第一目标汽车尾门内板结构为采用x型的传力路径、x型的加强筋布置形式并且包含结构1(5-1)、结构2(5-2)、结构3(5-3)、结构4(5-4)、结构5(5-5)、结构6(5-6)和结构7(5-7)。如图5所示；

所述第二目标汽车尾门内板结构为采用x型的传力路径、x型的加强筋布置形式并且包含结构1(5-1)、结构3(5-3)、结构5(5-5)和结构6(5-6)。如图6所示；

所述第三目标汽车尾门内板结构为采用x型的传力路径、x型的加强筋布置形式并且包含结构1(5-1)、结构3(5-3)、结构4(5-4)和结构7(5-7)。如图7所示。

本发明实施例中，基于上述的一种汽车尾门结构的优化方法，本发明实施例中还提供了一种汽车尾门结构的优化系统，结构框图如图8所示，包括：

第一加载分析模块601，第一构建模块602，第二加载分析模块603，第二构建模块604和总成模块605。

其中，

所述第一加载分析模块601，用于依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载并进行传力路径分析；

所述第一构建模块602，用于依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构；

所述第二加载分析模块603，用于依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载并进行加强筋布置；

所述第二构建模块604，用于依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构；

所述总成模块605，用于将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。

本发明公开了一种汽车尾门结构的优化方法，包括：依据预设的载荷加载方式对待优化汽车尾门内板进行加载，进行传力路径分析，得到传力路径分析结果，依据传力路径分析结果，构建所述待优化汽车尾门内板的第一汽车尾门内板结构，依据预设的载荷加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，进行加强筋布置，得到加强筋布置结果，依据加强筋布置结果，构建所述待优化汽车尾门内板的目标汽车尾门内板结构，将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到目标汽车尾门。提供了一种通过对所述待优化汽车尾门内板的传力路径和加强筋布置进行优化得到目标汽车尾门内板结构，并将所述目标汽车尾门内板与和对应的汽车尾门外板进行总成，得到满足性能要求的目标汽车尾门的方法。

本发明实施例中，所述第一构建模块602包括：

获取单元606和构建单元607。

其中，

所述获取单元606，用于获取所述传力路径结果中包含的各个x型传力路径；

所述构建单元607，用于依据所述各个x型传力路径对所述待优化汽车尾门内板进行构建，得到所述第一汽车尾门内板结构。

本发明实施例中，所述第二加载分析模块603包括：

加载获取单元608和确定单元609。

其中，

所述加载获取单元608，用于依据所述预设的加载方式对所述第一汽车尾门内板结构进行加载，获取第一汽车尾门内板内侧的第一加强筋分布和第一汽车尾门内板外侧的第二加强筋分布；

所述确定单元609，用于依据所述第一加强筋分布和所述第二加强筋分布确定所述第一汽车尾门内板内侧的加强筋分布和所述第一汽车尾门内板外侧的加强筋分布。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明所提供的一种汽车尾门结构的优化方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。