一种一体化车身后地板结构及其设计方法与流程

本发明属于汽车，涉及一种不同壁厚的一体化车身后地板结构设计应用，具体涉及一种一体化车身后地板结构及其设计方法。

背景技术：

1、新能源汽车受电池重量、续航里程的限制，在电池能量密度无法短时间大幅度提高的前提下，对整车轻量化的需求更为迫切。汽车零件朝着低密度合金(如镁铝合金等有色合金)及高度集成化方向发展。而整车重量占比中白车身重量最大，故车身的轻量化需求更为急迫，当前利用低密度合金高度集成化结构的产品，一体化铸铝地板是当前解决轻量化问题的优先选择。

2、当前该产品结构实际量产应用于特斯拉相关车型，采用高压压铸技术，而针对此产品的应用国内处于空白状态。随着国内大型压铸机锁模力升级至8000t及以上，设备能力提升迅速，该产品应用的可能性大大提高，但针对于该产品的结构设计方面，国内几乎处于空白状态，经过业内调研一体化后地板存在由于结构不合理导致的产品实际结构不完整而失败的案例非常多，究其原因大家面对的难题和痛点是如何合理的设计产品结构，使其更加符合铸造工艺性，提高产品调试或量产的成功率，使得该产品在国内应用成为可能。

3、专利文献cn214930131u涉及一种下车身框架结构，包括前部结构、中部结构、后部结构、前连接结构、后连接结构和防撞结构，与本申请关注点不同。

4、专利文献cn115892246a提供了一种车身后地板结构及具有其的车辆，包括：后地板总成，后地板总成包括后地板和两个后轮罩内板结构等，地板形式与本申请重合度较高，但其更加关注车身性能达成。

5、专利文献cn115071841a提供一种包括后地板纵梁的汽车，旨在解决后现有地板纵梁不能兼顾成本和结构强度的问题，与本申请关注点不同，相关度较低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的上述问题，提供了一种一体化车身后地板结构及其设计方法。

2、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。

3、为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

4、一种一体化车身后地板结构设计方法，包括以下步骤：

5、第一步，做出地板结构，在铝液充型方向做出导流筋，以引导铝液顺利充填；

6、第二步，设计浇注系统，利用有限元软件进行铝液充填的模拟仿真；

7、第三步，布置整体充型策略：针对产品的壁厚做针对性的调整，以符合理想状态的充型策略。

8、进一步地，第三步中所述针对产品的壁厚做针对性的调整，以符合理想状态的充型策略，具体内容为：

9、取消中间导流筋，保证充型方向纵梁主体料厚，并在轮罩前部增加料厚，使铝液通过纵梁及轮罩前端快速充填，然后向两侧扩散，保证充型温度。

10、进一步地，车身中后地板纵梁区域为充型主通道，靠近纵梁的地板平面区域为次通道，地板中央平面为弱通道。

11、进一步地，利用有限元软件进行铝液充填的模拟仿真可知，浇注系统连接的地板近端温度高出液相线温度，整体充型完毕时铝液在型腔内温度均高于液相线温度，能够保证充型完成，不出现局部凝固的情况，是较理想的充型状态。

12、进一步地，所述浇注系统连接的地板近端温度较高达到660℃。

13、进一步地，所述液相线温度为596℃。

14、进一步地，铝液在型腔内温度包括纵梁部分温度、轮罩顶部温度、前端横梁温度。

15、进一步地，纵梁部分最低温度达到645℃，轮罩顶部温度略低达到610℃，前端横梁温度略低达到615℃，整体充型完毕时铝液在型腔内温度均高于液相线温度596℃。

16、进一步地，通过针对已拟布置的浇口位置及浇口分布情况，对纵梁区域料厚设计为5mm，成为铝液充满型腔的主通道；距离浇口近端纵梁连接轮罩增加3.5mm料厚充型通道；靠近纵梁的地板平面位置，设置料厚为3.5mm，成为铝液次要通道；中央地板区域由浇口近端向远端延伸料厚由3.5mm平滑过度至最小料厚2.5mm，成为最后弱通道。

17、一种一体化车身后地板结构，采用如上所述的一种一体化车身后地板结构设计方法。

18、与现有技术相比本发明的有益效果是：

19、通过合理的结构设计管理流程，充分的同步工程机制，使产品结构更加符合制造工艺特性。

20、针对一体化地板产品设定特定形式的料厚分布，解决产品充型不完整问题。

21、设计阶段通过模拟仿真的方式验证了产品的结构合理性。

22、通过策略性产品料厚设计，实现在满足铸造工艺需求的前提下的最大轻量化效果，实际达成15％以上。

23、通过策略性产品料厚设计，实现尺寸最大的一体化地板调试，实际样件顺利完成。

技术特征：

1.一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种一体化车身后地板结构设计方法，其特征在于：

10.一种一体化车身后地板结构，其特征地于：采用如权利要求1至9任一所述的一种一体化车身后地板结构设计方法。

技术总结本发明涉及一种一体化车身后地板结构及其设计方法，包括做出地板结构，在铝液充型方向做出导流筋，以引导铝液顺利充填；设计浇注系统，利用有限元软件进行铝液充填的模拟仿真；置整体充型策略：针对产品的壁厚做针对性的调整，以符合理想状态的充型策略；取消中间导流筋，保证充型方向纵梁主体料厚，并在轮罩前部增加料厚，使铝液通过纵梁及轮罩前端快速充填，然后向两侧扩散，保证充型温度；浇注系统连接的地板近端温度高出液相线温度，整体充型完毕时铝液在型腔内温度均高于液相线温度，能够保证充型完成，不出现局部凝固的情况，是较理想的充型状态；本发明通过合理的结构设计管理流程，使产品结构更加符合制造工艺特性。技术研发人员：张福强,冯海舟,石利军,王一男,陈云峰受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11