显示车身在油漆烘干设备中运行的图像
新喷漆的车身放置在油漆烘干炉中进行固化
(资料来源:宝马集团PresseClub)

在汽车涂装车间内为白车身喷漆是高度复杂的多阶段工艺过程。为了防腐和美观,多层涂料和油漆相互堆叠在一起。在施加每层涂料后,油漆烘炉负责固化和硬化。这通常发生在以下每个步骤之后:

  • 旨在防腐的电泳过程
  • 用于填充任何表面不规则的底漆喷涂过程
  • 彩色底漆喷涂过程
  • 用于坚固的透明面漆喷涂过程

THESEUS‑FE OVEN模拟油漆干燥过程中的全热发展。为了模拟车身在热应力下的机械性能,我们为Simulia Abaqus提供了一个用户材料程序。其目的是描述白车身中所用粘合材料的复杂的时变粘弹性行为。

使用THESEUS‑FE OVEN的好处

工厂和秒表的模型显示象征工艺时间优化的图像
使用THESEUS‑FE OVEN优化处理时间并满足最佳固化时间范围

分析油漆干燥过程时出现的问题包括:

  • 车身是否均匀加热,这意味着我们避免薄板过热和大块零件加热不足?
  • 我们是否在最佳油漆固化的烘烤时间范围内?
  • 随着时间的推移,粘合剂的固化状态是什么?其机械性能如何变化?
  • 热应力是否会导致不期望的变形(翘曲和屈曲)?

使用THESEUS‑FE OVEN,您可以更深入地了解油漆干燥过程中车身的热性能。结合我们的用户材料子程序,热结果可用作结构力学模拟的输入,用于检查油漆干燥的机械效应。

所有这些技术的结合使用户可以在早期开发阶段优化工艺时间并确保工艺质量。减少试验测量,用低成本的模拟计算代替。在开始生产之前做好这项分析,可以保证早发现并修正潜在问题。以免在开始生产之后所发现的问题及所需的改变会导致非常高的成本或根本不可能实现。

随时联系我们以了解有关THESEUS‑FE OVEN模块的更多信息以及我们在该领域提供的工程服务。

THESEUS‑FE OVEN概览

在图形用户界面打开THESEUS-FE油漆烘干模块的模拟结果图像
显示烤箱壁、喷嘴排和扇区定义的油漆烘炉模拟结果

THESEUS‑FE OVEN提供用于模拟汽车涂装车间油漆和漆膜的瞬态对流和辐射干燥的解决方案。模拟结果对于验证油漆干燥过程和保证喷漆质量具有重要意义。

真实的油漆烘炉通过规定所有墙壁的温度值以及设定所有喷嘴的向车身吹起的位置和对流效应来建模。油漆烘炉通常分为一系列扇区(加热、保温和冷却)。该扇区划分直接映射到模型上,我们的图形用户界面可以方便地支持这项任务,并提供即时的视觉反馈。

我们的高效数值求解器可在车身在烘炉中停留期间提供车身的瞬态温度分布。模拟结果可以在图形用户界面中进行可视化分析,包括复杂的评估程序,例如确定高于给定阈值温度的曝光时间。

可以将给定位置的测量温度曲线作为参考,直接比较模拟结果和预期结果。

标定油漆烘炉参数

显示运行在油漆烘干炉内车身测量温度设备的图像
在油漆烘炉运行期间测量温度以进行参数校准

当新的油漆烘炉首次投入使用时,系统的实际性能是通过对车身和周围空气的简单温度测量来确定的。我们的优化模块可以利用这些测量值来拟合未知的模型参数,例如局部传热系数,这一过程称为烘炉标定。标定完成后,这个烘炉模型可以用来模拟该烘炉中经过的任何汽车。

烘炉标定工作流程有详细的文档记录,THESEUS‑FE OVEN的用户可以轻松完成。如果需要帮助,我们随时可以为新客户提供这项支持。烘炉参数标定是我们标准工程服务组合的一部分。

与Simulia Abaqus的接口

显示车身部件连接中使用的粘合连接开裂故障的图像
分析粘合剂的机械性能以预测可能的材料失效

由THESEUS‑FE OVEN生成的模拟结果通常用作后续结构变形模拟中的热负荷。我们的客户通常使用Dassault Systemes的Abaqus FEA软件来解决此问题。为了准备在Abaqus模拟中用作温度负载的THESEUS‑FE OVEN的结果,可以使用名为hdf2odb的实用转换工具。只需按下一个按钮即可轻松转换结果数据。

这类研究分析了车身的机械性能对烘炉加热和冷却过程的反应,是油漆干燥过程热评估的标准方法。经常用作车体连接方法的粘合材料需要特殊的数值处理。我们的团队在Abaqus FEA中开发了先进的材料程序以建模粘合材料。

请阅读有关Abaqus的用户子程序和我们的结构变形分析工程服务的更多信息。