(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210695733.6 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市长春汽车经济 技术开发区新红旗大街1号 (72)发明人 杜伟娟　于保君　马明辉　张雨　 刘启龙　杨少明　王月　马书元　 李景潭　徐安杨　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 刘世纯 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01)G06F 113/26(2020.01) (54)发明名称 一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真 分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种碳纤维复合材料保险杠 横梁结构仿真分析方法， 属于零部件仿真分析技 术领域， 具体包括如下步骤： 步骤一： 搭建保险杠 横梁和吸能盒模型； 步骤二： 搭建拖车钩模型； 步 骤三:保险杠横梁的区域材料参数设置； 步骤四： 材料坐标系设置； 步骤五： 横梁铺层角度及横梁 铺层厚度设置； 步骤六： 保险杠横梁性能分析计 算； 步骤七： 保险杠横 梁损伤评价。 该仿真分析方 法在复合材料保险杠横梁开发早期能够准确地 预测到保险杠横梁性能不足风险， 可以保证合理 化的设计和优化空间， 同时避免后期保险杠使用 过程中强度不足现象， 缩短开发周期， 降低开发 成本， 提升用户使用性能和品牌质量评价。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115146375 A 2022.10.04 CN 115146375 A 1.一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在于， 具体包括如下步 骤： 步骤一： 搭建保险杠 横梁和吸能盒模型； 步骤二： 搭建拖车钩模型； 步骤三:保险杠 横梁的区域材 料参数设置； 步骤四： 材 料坐标系设置； 步骤五： 横梁铺 层角度及横梁铺 层厚度设置； 步骤六： 保险杠 横梁性能分析计算； 步骤七： 保险杠 横梁损伤评价。 2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤一中， 所述搭建保险杠横梁模 型包括将保险杠横梁划分为若干个区， 然后按三 维数 据划分为有限元网格数据。 3.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 所述搭建保险杠 横梁模型包括将保险杠 横梁划分为若干个区， 划分原则如下： (1)、 根据保险杠的表面受力情况划 分； (2)、 结合设计经验进行划 分； (3)、 根据复合材 料的生产工艺进行划分。 4.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤一中， 所述搭建吸能盒模型， 具体是将吸能盒和吸能盒底板按三 维数据划分为有限 元网格数据， 尺寸大小为5m m， 相邻区域的网格节点保持节点对节点。 5.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤二中， 所述搭建拖车钩模型， 包括以下内容： 将拖车钩切割成两部 分进行划分， 钩杆 采用六面体划分， 钩头采用四面体划分； 或者整个拖车钩用六面体划分， 钩头采用分区划分 的方法。 6.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤三中， 所述保险杠横梁的区域材料参数设置， 包括以下内容： 保险杠横梁的区域材 料采用Vizilon  SU75G1、 Vizilon  SB75G1及C elstran CR‑TP PA6 GF60‑01复合而成的复合 材料， 复合材 料之间采用粘接剂连在一 起， 所述粘接剂为SFRP。 7.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤四中， 所述材料坐标系设置； 在复合材料选项卡Composites中设置所有复合材料单 元的材料方向， 其中X向即为复合材 料铺层前先要确定 0°方向。 8.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤六中， 所述保险杠 横梁性能分析计算， 包括以下内容： 将保险杠横梁、 吸能盒、 拖车钩和吸能盒底板按照实际安装情况搭建到一起， 拖车钩和 保险杠横梁采用面面接触的形式连接在一起， 约束吸能盒底板全部自由度， 在拖车钩钩头 位置按照横梁的使用规范加载， 加载方向包括水平方向及垂直方向， 加载力大小为满载质 量的一半， 加载方式为先拉伸再卸载再压缩再卸载， 输出位移和应变结果， 最大位移小于 10mm。 9.如权利要求1所述的一种碳纤维复合材料保险杠横梁结构仿真分析方法， 其特征在 于， 步骤七中， 所述保险杠横梁损伤评价， 包括以下内容： 根据复合材料的最大应力理论、 最权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146375 A 2大应变理论、 C hang‑Chang准则、 Hashi n准则或Tsai ‑Wu失效准则评价横梁的损伤情况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146375 A 3