1. 引⾔：
经涂装电泳或⾯漆烘烤的升温-冷却处理后，⽩⻋⾝侧围外板表⾯出现永久性塑性变形，如凹坑或波浪状起伏等缺陷，这对整⻋的外观质量造成了严重影响。通常，导致上述变形发的主要原因有：
a. 热-冷循环过程中，侧围外板与内板结构件之间存在局部温差，这可能导致不均匀变形。当冷却后，这种变形可能在侧围外板表⾯留下缺陷；
b. 对于钢铝混合⻋型，由于两种材料的热膨胀系数不同，热-冷循环过程可能导致钢侧围外板表⾯产⽣局部塑性应变。
在钢铝混合⻋⾝中，这两个原因可能同时存在，相⽐于纯钢或纯铝⻋⾝，⾯品问题更加显著。实际问题发⽣时，跨部⻔的问题解决及交叉⽅案验证，持续时间较⻓、验证效率低。
如果能在产品开发的初期阶段，通过使⽤CAE仿真⼯具，从⻋⾝结构和侧围外板裙边设计的⻆度，充分识别并验证相关问题，我们就能在早期阶段有效地规避这些问题。这样做可以显著降低在制造阶段出现此类问题的可能性和严重性。
本⽂主要介绍AutoForm-Assembly-ThermalCuring模块在分析该问题中的应用。
2. Assembly-ThermalCuring模块裙边烘烤变形仿真介绍
2.1 关键物理参量
仿真中对以下关键物理参量对分析结果影响较大，需要进行适当设置。
膨胀系数，AF Assembly中电泳烘烤模拟主要⽤到线膨胀系数；
热传导系数，反映材料中热传导的难易程度，以上两项均需要在材料卡⽚⾥定义；
对流换热系数，反映流体与固体表⾯之间的换热能⼒，在AF Assembly中进⾏电泳烘烤模拟在冷却阶段需要定义仿真对象与环境的对流换热系数；
2.2 前处理
在前处理过程中，先后进行了模型的导⼊及设置、工序规划、装夹定位、连接方式设置、热力学参数设置几个方面设置。
其中，
模型导入：对料厚⽅向、料厚、材料模型、热膨胀系数等参数进行设置，本案例导入的对象如图1所⽰。
工序规划：确定案例对象的连接装配工位数目，每序的连接对象，最终形成图2所示的装配树。
图1带料厚⽅向的分总成CAD模型
图2侧围总成装配工序规划
装夹定位：对每个工位，需设置其对应的上件顺序（如图3）、上件方向、定位及夹持策略进行设置，保证零件在连接工位的稳定；
连接方式：Assembly中集成了点焊，铆接，螺接涂胶等连接模型，本例中用到了点焊、胶结（图3）、FDS。其中FDS用软件中的铆接等效替代。
图2设置完成后的上件顺序
图3仿真中设置的胶接
热力学参数：仿真中需对每个零件，每种材质的热胀系数，导热系数，对流换热系数进行设置。本次仿真中分别对钢、铝材质设置热传导系数，钢为45mW/mmk，铸铝为220mW/mmk，热成型硼钢为23.3mW/mmk。车身与环境的对流换热系数设置为0.02 mW/(mm^2·K), ⻋⾝电泳后进⼊烘房的加热时间，保温时间可以与实际贴合进⾏设置。
2.3 后处理过程
侧围裙边烘烤变形的仿真结果质量主要由变形量和虚拟油⽯表现两个⽅⾯共同判定。变形量结果如图4所⽰。
图4变形量结果
由图可知，在侧围外板B柱下端区域产⽣了最⼤值为1.9mm的⿎包变形。该变形量的评价是在热-冷循环过程中，产⽣的塑性变形，这个塑性变形的量值如果是梯度变化未在局部区域出现明显的突变，在实际零件评价的过程中，打油⽯或光影也⽆法识别是表⾯缺陷。因此，此评价指标值应当作为结构刚度评判的指标，在前期结构设计的过程，可以通过该指标来优化结构刚度设计。
虚拟油⽯表现结果如图5所⽰。在B柱下端区域两侧产⽣最⼤值为0.17mm的突变，结合变形量结果，可知烘烤变形导致侧围外板B柱产⽣波浪。
图5 X向油⽯
虚拟油⽯出现图示的问题，通常在实物情况下也会产⽣凹坑或波浪等表⾯缺陷，因此⽤这项指标来评估烘烤变形产⽣表⾯质量的最终指标。
3 实际项⽬的验证结果
3.1实⻋烘烤变形结果
图6电泳前实⻋状态
图7电泳后实⻋状态
电泳烘烤后实⻋⾯漆状态对⽐如图6、7所⽰，⽬测B柱下端新出现⿎包变形，并且变形趋势与图4能够相互对应。
3.2 实⻋与仿真结果对⽐
图8 B柱位置扫描拟合⾊差带图
实⻋烘烤后B柱区域扫描拟合⾊差图如图8所⽰，与图4对⽐，可以明显观察到⿎包变形趋势相同，并且产⽣最⼤变形的区域相同，说明Assembly模拟烘烤变形问题有⼀定可靠性。
4 结论
侧围裙边烘烤变形问题⼀直是⾏业的难题，由于预测⼿段的限制，我们⽆法有效评估结构刚度设计的贡献。在造⻋阶段，我们只能通过增加补强贴⽚来尝试解决这个问题，这不仅费时费⼒，还增加了成本。为了解决这个问题，我们采⽤了Thermal-Curing仿真技术来评估侧围裙边的烘烤变形问题，这种⽅法为结构设计提供了有效的改进建议并进⾏效果评估。这⼤⼤降低了在制造⻋辆阶段出现这个问题的可能性，减少了贴⽚的使⽤频率，降低了单⻋制造成本。
作者：涂⼩⽂ 刘鹏鹏 潘晓倩【1】吴雷刘蕾【2】
单位：
【1】蔚来汽⻋-前瞻制造⼯艺创新中⼼团队
【2】蔚来汽⻋-制造⼯程⻋⾝系统部
主要作者简介：
涂小文，蔚来汽车前瞻制造工程数字模拟仿真技术负责人，冲压工艺专家，汽车行业22年从业经验，精通冲压工艺、数值仿真技术。
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