仿真技術(shù)在車(chē)架防腐性能開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

1、仿真技術(shù)在車(chē)架防腐性能開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用劉強(qiáng)強(qiáng)黃宗斌廖毅 上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司摘要：運(yùn)用電化學(xué)cae仿真分析方法，對(duì)車(chē)身漆膜厚度進(jìn)行仿真分析，并通過(guò)實(shí)際拆 車(chē)對(duì)比，得出車(chē)身漆膜厚度不足部位，準(zhǔn)確、有效地反映了車(chē)身電泳漆膜狀況。 通過(guò)優(yōu)化車(chē)身結(jié)構(gòu)，并利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到合理的設(shè)計(jì)方案，從而使產(chǎn)品 防腐蝕性能得到提升。關(guān)鍵詞：防腐蝕;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);車(chē)架;電化學(xué);仿真技術(shù);作者簡(jiǎn)介：劉強(qiáng)強(qiáng)(1984-),男，碩士研究生，主要從事新型材料制備等方面 的研宄。收稿日期：2017-07-24基金：柳州市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014a010503)application of simulation techn

2、ology in the development of frame corrosion resistanceliu qiangqiang huang zongbin liao yisgmw motor co.，ltd.;abstract：this paper uses electrochemical cae simulation analysis method for the simulation of body paint film thickness. through the actual vehicle body comparison， we obtain the less than t

3、he film thickness parts, and the status of automobile body electrophoresis coating is reflected accuratelyand effectively. through the optimization of body structure, the reasonable design scheme is obtained by computer simulation technology, so that the product anti-corrosion performance is improve

4、d.keyword：corrosion prevention; structure design; frame; electrochemistry; simulation technology;received： 2017-07-24隨著整車(chē)開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，白車(chē)身如何在有限的時(shí)間里，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足客戶(hù)的 產(chǎn)品，變得日益重要。b前，車(chē)身鈑金腐蝕問(wèn)題成為汽車(chē)的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。在防腐 蝕性能指標(biāo)屮，白車(chē)身防腐蝕質(zhì)量的好壞，取決于車(chē)身內(nèi)腔漆膜厚度，因此， 漆膜厚度是一個(gè)防腐蝕性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。而對(duì)白車(chē)身開(kāi)發(fā)，如何在結(jié)構(gòu)上， 結(jié)合自身電泳工藝，得到一種相對(duì)較理想的漆膜厚度的產(chǎn)品，對(duì)提升車(chē)身防腐 蝕能力和整車(chē)

5、產(chǎn)品防腐蝕性能，a有非常重要的意義1-3。木文主要研宄在車(chē) 身開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何提升車(chē)架漆膜厚度。通過(guò)運(yùn)用e-coat master電化學(xué)cae 分析軟件進(jìn)行仿真，并與實(shí)車(chē)測(cè)量對(duì)比，優(yōu)化車(chē)身結(jié)構(gòu)，從而得到滿(mǎn)足要求的 漆膜厚度。1電泳涂裝基本原理電泳涂裝是將工件沉浸在含有顏料和樹(shù)脂的電泳液中，利用外加電場(chǎng)作用使懸 浮的電泳液帶電微粒產(chǎn)生定向遷移，并沉積于工件表面的涂裝方法。fi前，陰極 電泳涂裝己經(jīng)被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、建材、五金和家電等行業(yè)。其基本原理為金屬 工件浸于電泳漆液中，由于帶正電荷的涂料粒子與帶負(fù)電的工件和吸，通電后， 陽(yáng)離子涂料粒子向陰極工件移動(dòng)，繼而沉積在工件上，在工件表面形成均勻、連

6、 續(xù)的電泳漆膜;當(dāng)涂膜達(dá)到一定厚度（漆膜電阻大到一定程度）時(shí)，工件表面形 成絕緣層，電泳涂裝過(guò)程結(jié)束u1。電極附件主要電化學(xué)反應(yīng)如下。陰極反應(yīng):2仏0+26->201桿1r-nhoh->r-n+h2o陽(yáng)極反應(yīng)：2h204h+4e+0u2車(chē)架結(jié)構(gòu)車(chē)架結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。2531.大梁;2.支架1; 3.支架2; 4.加強(qiáng)板1;圖1車(chē)架結(jié)構(gòu)圖下載原圖在傳統(tǒng)車(chē)架設(shè)計(jì)過(guò)程中，較為關(guān)注的是其強(qiáng)度、剛度等性能要求，而降低了對(duì)其 防腐蝕性能的要求，因此，傳統(tǒng)車(chē)型車(chē)架結(jié)構(gòu)不滿(mǎn)足防腐蝕性能要求。3仿真模型的建立3. 1車(chē)架電化學(xué)cae模型的建立與運(yùn)算某車(chē)型車(chē)架數(shù)模導(dǎo)入e-coat master軟件em

7、t模塊。emt模塊讀取數(shù)值，設(shè)罝其 網(wǎng)格精度,最小為0.008，最大為0.012。其mesh模型如圖2所示。圖2車(chē)架網(wǎng)格示意圖下載原圖將劃分好網(wǎng)格的mesh模型導(dǎo)入ecoat master軟件進(jìn)行計(jì)算，其主要參數(shù)設(shè)置見(jiàn) 表1。本文流速為涂料試驗(yàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于板材周?chē)苛狭魉?。?仿真計(jì)算參數(shù)表下載原表時(shí)間步長(zhǎng)/s電壓/v流速/r min 1電泳30 380900陰極3.2 cae分析結(jié)果導(dǎo)出在fxoat master xplore模塊中導(dǎo)入計(jì)算結(jié)果，其電場(chǎng)及漆膜數(shù)值如圖3所示。生銹關(guān)注區(qū)域圖3車(chē)架漆膜不足關(guān)注區(qū)域示意圖 下載原圖從漆膜厚度及電勢(shì)場(chǎng)強(qiáng)度分析均表明，在深色區(qū)域的漆膜上漆效果較差，

8、尤其 是在中斷區(qū)域漆膜上，漆值幾乎為0。4實(shí)車(chē)驗(yàn)證與仿真結(jié)果比較針對(duì)上述漆膜厚度（生銹關(guān)注區(qū)域）給予實(shí)車(chē)驗(yàn)證。對(duì)比實(shí)車(chē)驗(yàn)證值（見(jiàn)圖4） 與cae仿真分析值。在該分析點(diǎn)的漆膜厚度為2. 26 pm，實(shí)際測(cè)試值為2.2 pm， 數(shù)值基本吻合。針對(duì)該區(qū)域?qū)ο鄳?yīng)的路試試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行解剖，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)該區(qū)域生 銹比較嚴(yán)重（見(jiàn)圖5）。閣5車(chē)架實(shí)車(chē)路試示意閣下載原閣5車(chē)架結(jié)構(gòu)方案調(diào)整與cae優(yōu)化分析5.1車(chē)架結(jié)構(gòu)方案調(diào)整對(duì)車(chē)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn):1）支架1、支架2、支架3阻礙了車(chē)架內(nèi)腔電泳液的 流動(dòng)，不利于電泳上漆;2）加強(qiáng)板2與車(chē)架底部間隙不足，電泳液流動(dòng)困難;3） 車(chē)架底部缺少電泳工藝孔，內(nèi)腔易形成電磁屏蔽，造

9、成電泳上漆困難。結(jié)合cae 分析結(jié)果，針對(duì)該結(jié)果進(jìn)行車(chē)架結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。優(yōu)化的結(jié)構(gòu)方案示意圖如圖6 所示。3個(gè)少20工藝孔車(chē)架底部新增加強(qiáng)板與車(chē)架底部間隙加大，避免貼合不上籍支架開(kāi)孔，對(duì)流，底部鏤空，增強(qiáng)電泳液流廷及電場(chǎng)通過(guò)性圖6車(chē)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化示意圖下載原圖5.2新方案仿真結(jié)果與實(shí)車(chē)驗(yàn)證新的方案輸入，需要再次進(jìn)行模擬運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果如圖7所示。對(duì)應(yīng)位置讀取 實(shí)車(chē)測(cè)試數(shù)據(jù)如圖8所示。圖7車(chē)架電泳仿真云圖下載原圖閣8車(chē)架測(cè)量示意閣 下載原閣選取10組數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)測(cè)數(shù)值與仿真分析數(shù)值對(duì)比，結(jié)果如圖9所示。由圖9可 以看出，在2組數(shù)值中，在數(shù)值上偏差在±lym以?xún)?nèi)，可見(jiàn)，采用該方案可有 效解決實(shí)車(chē)漆膜不足的問(wèn)題。實(shí)測(cè)與仿真數(shù)據(jù)對(duì)比分isoix1 仿真數(shù)值9.329.6910.71210.511.511實(shí)測(cè)數(shù)值9.39.710.71211.611.21閣9仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比下載原閣6結(jié)語(yǔ)木文應(yīng)用ecoatmaster有限元電泳分析軟件針對(duì)不同車(chē)架設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，得到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。試驗(yàn)表明，由于車(chē)架底部電泳工藝孔較少，造成電泳漆 膜偏薄，通過(guò)增加電泳工藝孔后，漆膜厚度提升810um，能夠滿(mǎn)足電泳漆膜 質(zhì)量要求。通過(guò)實(shí)際拆車(chē)和仿真分析對(duì)比，可以得出仿真結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果一 致，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠很好地運(yùn)用到車(chē)身防腐性能開(kāi)發(fā)應(yīng)用