一种铰链的设计方法与流程

技术特征：
1.一种铰链的设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：对与铰链的外轮廓相关的尺寸进行分解，得到多个关键尺寸；确定对所述铰链的外轮廓以及所述铰链的静态强度荷载影响最大的所述关键尺寸，记为基准尺寸；通过控制变量法对具有不同数值的所述基准尺寸的铰链进行静态下沉模拟分析，得出下沉位移随所述基准尺寸的变化的第一趋势图和所述铰链的重量随所述基准尺寸的变化的第二趋势图；根据所述第一趋势图和所述第二趋势图，确定所述基准尺寸在所述铰链的重量最轻以及下沉位移点最小处的取值；以所述基准尺寸为基准，确定除所述基准尺寸之外的其余所述关键尺寸的取值。2.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，所述铰链包括固定页(1)、轴(2)以及活动页(3)，所述固定页(1)设有连接所述轴(2)的第一圆柱(11)，所述活动页(3)设有连接所述轴(2)的第二圆柱(31)，且所述固定页(1)设有第一固定点(12)，所述活动页(3)设有第二固定点(32)；所述对与铰链的外轮廓相关的尺寸进行分解，得到多个关键尺寸，包括：在垂直方向，将所述铰链的尺寸分解为轴径b1、所述第一圆柱(11)或者所述第二圆柱(31)的外径b2、所述第一圆柱(11)的高度b3以及所述第二圆柱(31)的高度b4；在横向方向，将所述铰链的尺寸分解为所述固定页(1)的厚度a1、所述活动页(3)的厚度a2、所述第一固定点(12)的分布尺寸a3以及所述第二固定点(32)的分布尺寸a4。3.如权利要求2所述的铰链的设计方法，其特征在于：所述第一固定点(12)包括第一前固定点(121)和第一后固定点(122)，所述第二固定点(32)包括第二前固定点(321)和第二后固定点(322)；所述第一固定点(12)的分布尺寸a3包括所述第一前固定点(121)与所述第一后固定点(122)之间沿横向方向的距离a31，以及所述第一后固定点(122)与所述第一圆柱(11)的轴线之间的距离a32；所述第二固定点(32)的分布尺寸a4包括所述第二前固定点(321)与所述第二圆柱(31)的轴线之间的距离a41，以及所述第二后固定点(322)与所述第二前固定点(321)之间沿横向方向的距离a42。4.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，所述确定对所述铰链的外轮廓以及所述铰链的静态强度荷载影响最大的所述关键尺寸，记为基准尺寸，包括：通过控制变量法分别对具有不同数值的多个所述关键尺寸的铰链进行静态下沉模拟分析；根据每个所述关键尺寸对所述铰链的静态强度荷载以及对所述铰链的重量的影响程度，对多个所述关键尺寸进行敏感度排序；将敏感度最高的所述关键尺寸记为所述基准尺寸。5.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，所述通过控制变量法对具有不同数值的所述基准尺寸的铰链进行静态下沉模拟分析，得出下沉位移随所述基准尺寸的变化的第一趋势图和所述铰链的重量随所述基准尺寸的变化的第二趋势图，包括：改变所述基准尺寸的数值，并保持其余所述关键尺寸的数值不变；
对所述铰链施加预设荷载，并记录施加预设荷载处的下沉位移随所述基准尺寸的变化的第一趋势图和所述铰链的重量随所述基准尺寸的变化的第二趋势图。6.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，所述铰链还包括衬套，所述根据所述第一趋势图和所述第二趋势图，确定所述基准尺寸在所述铰链的重量最轻以及下沉位移点最小处的取值，包括：根据所述第一趋势图和所述第二趋势图，确定所述基准尺寸在所述铰链的重量最轻以及下沉位移点最小处的取值范围；根据所述衬套的规格尺寸，在所述基准尺寸的取值范围内选取所述基准尺寸的数值。7.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，所述以所述基准尺寸为基准，确定除所述基准尺寸之外的其余所述关键尺寸的取值，包括：以所述基准尺寸为基准，其余所述关键尺寸按照与所述基准尺寸的比例倍数进行换算，分别得到其余所述关键尺寸对应的取值。8.如权利要求7所述的铰链的设计方法，其特征在于，所述以所述基准尺寸为基准，其余所述关键尺寸按照与所述基准尺寸的比例倍数进行换算，分别得到其余所述关键尺寸对应的取值，包括：以所述基准尺寸为基准，通过控制变量法对具有不同数值的其余所述关键尺寸的铰链进行静态下沉模拟分析，得出下沉位移分别随其余所述关键尺寸的变化的第三趋势图和所述铰链的重量随其余所述关键尺寸的变化的第四趋势图，其中，其余所述关键尺寸的不同数值通过改变所述关键尺寸与所述基准尺寸的比例倍数得到；根据所述第三趋势图和所述第四趋势图，确定其余每一所述关键尺寸在所述铰链的重量最轻以及下沉位移点最小处的比例倍数取值范围；根据所述基准尺寸的取值，以及其余所述关键尺寸的比例倍数取值范围，确定其余所述关键尺寸的取值。9.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，在所述以所述基准尺寸为基准，确定除所述基准尺寸之外的其余所述关键尺寸的取值之后，还包括：根据确定的所述基准尺寸的取值以及其余所述关键尺寸的取值，建立所述铰链的cae仿真模型；对所述cae仿真模型进行拓扑计算，确定所述cae仿真模型上的力传递路径区域；对所述cae仿真模型上所述力传递路径区域以外的部分做挖空处理。10.如权利要求1所述的铰链的设计方法，其特征在于，在所述对与铰链的外轮廓相关的尺寸进行分解，得到多个关键尺寸之前，还包括：建立至少两种铰链模型，其中，两种铰链模型的结构不同；对两种所述铰链模型进行静态载荷下沉工况模拟；选取静态承载强度最大的铰链模型作为所述铰链的外轮廓结构。

技术总结
本发明涉及一种铰链的设计方法，其包括以下步骤：对与铰链的外轮廓相关的尺寸进行分解，得到多个关键尺寸；确定对所述铰链的外轮廓以及所述铰链的静态强度荷载影响最大的所述关键尺寸，记为基准尺寸；通过控制变量法对具有不同数值的所述基准尺寸的铰链进行静态下沉模拟分析，得出下沉位移随所述基准尺寸的变化的第一趋势图和所述铰链的重量随所述基准尺寸的变化的第二趋势图；根据所述第一趋势图和所述第二趋势图，确定所述基准尺寸在所述铰链的重量最轻以及下沉位移点最小处的取值；以所述基准尺寸为基准，确定除所述基准尺寸之外的其余所述关键尺寸的取值，减小铰链重量的同时极大提升了其静态下沉载荷；并且外观尺寸较小，通用性较好。通用性较好。通用性较好。


技术研发人员：胡洋俊 余勇 李海波 陈全新 刘颖文
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2021/12/14