基于重力分析对车门外板RPS点位优化的应用

0 引言

随着汽车工业的快速发展，消费者对汽车的品质要求也越来越高，尽管CAE仿真技术已经应用在汽车制造的各个方面，但是在汽车外覆盖件冲压方面的CAE应用还需要进一步挖掘，如何快速、有效地提高外覆盖件的合格率已是当前模具企业需要面对的问题。外覆盖件一般呈现回弹大、A级曲面不易补偿和A级曲面重构难度大等特点，针对机盖外板、车门外板和尾门外板等需要包边的外覆盖件，回弹补偿方案也是多种多样

。对于需要包边的外覆盖件，单件合格率受RPS点位置影响较大，RPS点仅在单件包边过程中使用，包边完成后使用相对应的内板RPS系统来控制尺寸精度。现以结构重力CAE仿真为基础，对某车型车门外板的RPS点位置进行优化，减少由重力影响而引起的零件塌陷、翘曲等缺陷。RPS点优化后的车门外板回弹呈现规则分布，有效降低A级曲面回弹补偿的难度，保证回弹补偿的准确性，提高零件的合格率，缩短模具制造周期。

1 车身RPS系统简介

RPS系统为定位点系统，规定汽车从开发到制造、检测、批量装车等各环节共同遵守的定位点及其公差要求

，最早是大众汽车公司的标准（VWNORM01 055），由于其统一了零件设计基准点、工艺定位基准点和测量基准点，实现零件的精确定位，后来其他企业也广泛应用。RPS系统的使用避免了在生产装配及检测过程中的基准变换造成零件尺寸公差的加大，利用RPS点的可重复利用性，使整体尺寸链缩小，保证了零件尺寸的准确性，且能快速并准确地分析误差和原因

。为了实现统一的定位技术规则，必须保证工装、模具、检测工具都要按照RPS点来制造，并不是所有的RPS点都一直被使用，在总成零件上有许多点是重复的，如车门外板、机盖外板、尾门外板的RPS点是在单个零件和包边时使用，包边完成后则使用相对应的内板RPS点，而自身的RPS点不再使用，因此外板的RPS点的制定不仅需要考虑位置点间距和包边状态的影响，还需要考虑重力的影响。现根据提供的RPS点位置，使用NASTRAN软件进行结构重力分析，从重力影响方面考虑对原始RPS点的修改，将重力的影响减到最小，使回弹补偿变得简单。

2 车门外板零件信息

车门外板是包边件，通常是薄板件，零件结构强度比较弱，受重力影响比较大。现研究的后车门外板数模如图1所示，材质为HC180YD，料厚为0.7 mm，材料参数如表1所示。模具项目开发时，主机厂会提供相应产品的RPS信息，如图2所示，同时给定RPS点位置及相关要求。

由于该后门外板整体尺寸偏小，在保证相邻RPS点之间的距离满足500 mm的情况下，B柱和C柱仅布置了2个RPS支撑点。根据以往后门外板制造经验，零件这2处位置受重力影响较大，可能出现较大的塌陷或引起其他位置的翘曲，需要进行结构重力分析计算，以确定具体影响范围和变化值。

唐湘如教授在现场介绍了全国以及广东省农业生产中的化肥使用情况，强调平衡施肥、科学种植的重要意义，呼吁在科学指导下合理施用化肥。唐教授带领大家逐一参观各试验处理表现情况，实地向参会者讲解农户常规施肥及不同梯度钾肥施用量对水稻生长发育、产量等的具体差别，介绍钾肥对水稻生产指标的重要影响。

3 车门外板结构重力分析

加载重力载荷的结构仿真结果如图5所示，

、

区域由于RPS点距离较远，受重力影响较大，

区域最大塌陷为-0.19 mm，塌陷范围约328 mm，

区域最大塌陷为-0.29 mm，塌陷范围约421 mm，零件不合格。由于重力的影响与RPS点位置有关，使塌陷范围呈不规则变化，增加回弹补偿的难度。

车门外板最终与车门内板进行包边，形成车门分总成，车门分总成的RPS系统是沿用车门内板零件的RPS系统，因此车门外板的RPS点仅在单个零件和包边时使用，车门外板RPS点在测量检具上体现的是定位点和支撑点，车门外板检具的支撑点对翻边零件的回弹有一定影响，稳定的检具支撑点有助于零件回弹的稳定，有利于外板A级曲面的回弹补偿。在车门外板零件合格率方面，优良的RPS点可以有效减少零件回弹，降低回弹补偿的难度。

使用NASTRAN求解器进行结构重力仿真，后车门外板属于大型薄板零件（厚度方向远小于长宽方向），为了保证仿真精度，采用CTETRA(10)单元网格和12 mm以内的单元网格。CTETRA(10)单元网格是十节点四面体固体结构单元网格，具有二次位移模式，能更好地模拟不规则模型

，如图3所示。

方案1：优先移动现有RPS点位置，以降低重力的影响。如图6所示，将位置1点按照箭头指示方向移动185 mm，将位置2点按照箭头指示方向移动255 mm，作为新RPS位置进行仿真分析，仿真结果如图7所示，重力影响的塌陷位置的最大塌陷值为-0.76 mm，已超过规定的±0.5 mm的公差要求，因此方案1不可行。

4 车门外板RPS点位置优化及回弹对比

4.1 车门外板的RPS点位置优化

根据结构重力仿真结果，需要对RPS点位置进行优化，以减小重力的影响，根据RPS系统原则制定2种方案。

RPS点优化前的车门外板翻边后的支撑回弹结果如图10所示，方框内的回弹值出现正负交替，与结构重力分析结果相符，回弹超差范围区域也呈现不规则形状，同时门把手位置回弹不易补偿，零件难以达到合格率要求。

高数学新课程要求教学要基于情景，要联系学生的学习实际，用教学情景去启发学生的思维,渗透新课程的学生自主学习的理念.例如,在高中数学的教学中，教师在进行教学设计期间，一定要重视思维方面的递进以及发展.由于教学内容抽象枯燥，不许创设一定的教学情景.这种循序渐近的方法才可以有效提升课堂方面的效率.

按照方案2对RPS点位置进行优化后的支撑回弹结果如图11所示，有2处回弹超差，超差值最大为2.937 mm，反应了由于内应力释放引起的回弹。超差位置不处于面品缺陷敏感区的门把手位置，并且回弹超差方向一致，回弹超差范围呈规则形状分布，容易进行回弹补偿，同时降低A级曲面重构的难度，能较好地保证回弹补偿后A级曲面的连续性和光顺性，因此方案2的优化稳定、可行。模具已经按照方案2优化后的RPS点位置进行回弹补偿，经制造调试后，零件合格率达到客户要求，模具已交付使用。

4.2 RPS点位置优化前后的回弹比较

现采用5.0 mm的单元网格将后车门外板进行网格划分，如图4所示，单元网格数量为315 779个，同时按照零件提供的RPS点信息，设置相应的支撑、固定等边界条件，最后直接加载重力载荷（重力载荷方向设置为沿车身

方向）进行求解计算。

牛乳蛋白被认为是生物活性肽的优质来源，其具有多种生理效应。基于水牛乳与牛乳中β-LG和α-LA氨基酸序列的相似性，预计他们将产生相似的生物活性肽。但几乎没有关于研究关注水牛乳乳清蛋白中生物活性肽。

方案2：增加RPS点。根据图5所示重力状态仿真结果，在

、

区域的塌陷最大位置处分别增加RPS点，如图8圆圈处所示。除RPS点支撑的边界条件不同以外，其余全部使用相同的网格大小、固定点以及重力载荷和重力加载方向等进行求解计算，仿真结果如图9所示。在增加2个RPS点后，仿真结果显示最大塌陷值为-0.1 mm，且呈均匀分布。

5 结束语

通过对车门外板RPS位置进行优化，快速确定RPS点是否合理并及时反馈，对顺利进行后续工作起到关键作用，并得出以下结论。

通过梳理可以发现，改革开放以来，全国抗战胜利纪念活动除逐步多样化之外，还实现了常态化、规范化。具体体现在：召开中央一级纪念大会、座谈会常态化，党和国家领导人出席常态化，最高领导人发表重要讲话常态化，抗战纪念设施、遗址名录制度建立，不同类型纪念日及纪念活动的法制化，等等。

（1）使用结构重力分析检验车门外板RPS点位置是否合理，其实际结果与CAE冲压成形软件仿真结果吻合。使用结构重力分析可以将RPS位置评估时间节点提前，节省工艺制作周期。

经转染PRKCI表达载体的SCC-15细胞，与对照组相比，PRKCI基因的表达量显著增加且明显高于未转染PRKCI表达载体的对照组细胞(图2A，2B)。

（2）通过结构重力分析对车门外板的RPS位置进行优化，以减少重力对零件的影响，避免因RPS点位置不合理而引起的零件重力塌陷、翘曲以及回弹的不稳定性，降低A级曲面回弹补偿的难度，提高车门外板合格率的同时使内外板包边状态具有较好的一致性，为汽车覆盖件模具回弹优化提供参考。

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