一种连续变厚度板的成型方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种连续变厚度板的成型方法。
【背景技术】
[0002] 随着节能、环保及安全成为当今汽车工程领域三大具有重要社会与经济意义的研 宄热点，汽车轻量化设计作为降低原油消耗和尾气排放的重要手段，已经得到世界各国的 重视。汽车车身轻量化设计并不是简单的将汽车减重，其本质是在保证汽车车身强度、刚度 及安全性能的前提下尽可能的降低车身的重量。目前主要有三种技术手段：使用轻量化结 构、使用轻量化材料和使用轻量化结构材料。轻量化结构即以车身重量为目标，车身零件在 工况下的强度和刚度要求为约束，借助优化方法对车身结构进行优化设计，通过车身零部 件的薄壁化、中空化、小型化或集成化，以减小车身骨架和车身覆盖件的质量或数量，从而 达到车身减重目的。轻量化材料即在满足相同的力学特性前提下，材料的质量最轻，这些材 料主要可以分为两类：一是高强钢材料，包括普通高强钢、先进高强钢以及超高强钢；另一 类是低密度材料，包括铝合金、镁合金、塑料、复合材料等。轻量化结构材料即采用特种加工 工艺制成的具有轻量化结构特征的车身用毛坯材料。轻量化结构材料可以在满足结构件性 能的基础上最大限度的优化部件结构，实现部件功能与减重的最大限度结合。
[0003] 连续变厚度板（TailorRolledBlank,TRB)作为一种轻量化结构材料也逐渐应用 于汽车车身结构件中。TRB是在板料轧制过程中通过计算机给定的边界条件实时控制并调 整轧辊的间距，从而获得沿着轧制方向上按照预定的厚度连续变化的坯料板材。TRB变厚度 板材的核心技术是"柔性乳制"（FlexibleRolling)，采用这一全新的工艺，可以在乳制过 程中，通过改变轧辊辊缝，来获取纵向厚度按照预期变化的变厚度板材。这样的变截面薄板 经成形加工后制成的结构具备更好的承载能力，主要应用于汽车行业，为汽车的轻量化做 出了贡献。TRB可以按照结构件不同部分的强度刚度需要实现材料厚度的"按需分配"，使 得汽车结构件满足使用性能的同时具有更轻的质量。现如今石油价格高昂环境污染严重， 为了节能、减排车身的轻量化是一种行之有效的途径，不但可以减少车身钢材的使用量还 可以减少燃油的使用，TRB正是这种适合于汽车车身轻量化的钢板。
[0004] 目前生产的TRB厚度变化有一定的局限性，不能实现较复杂的厚度变化，当TRB板 厚度变化复杂时，现有的成型方法不能很好的保证成型板材精度，与此同时，车身重要部位 的零件如B柱、前纵梁及保险杠等结构复杂。如何设计出具有复杂厚度变化的TRB板成型 方法对TRB板在车身零件中的应用具有较大的实用价值。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术中TRB板厚的成型方法不能很好的保证成型板材精度，本发明 提供了一种连续变厚度板的成型方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0007] 本发明提供了一种连续变厚度板的成型方法，包括：
[0008] 确定待生产的连续变厚度板的厚度分配，确定一坐标原点，以该连续变厚度板的 不变边缘为X轴，以其厚度方向作为y轴建立坐标系；
[0009] 在X轴上选取第一组点，并测得第一组的每个点对应的连续变厚度板的厚度值作 为y轴坐标，得到第一数量个训练样本点的坐标，并利用该训练样本点拟合成近似模型；
[0010] 在X轴上选取第二组点，并测量第二组的每个点对应的连续变厚度板的厚度值作 为y轴坐标，得到第二数量个检测样本点的坐标，利用所述检测样本点根据收敛条件测试 所述近似模型的精度；
[0011] 若近似模型满足精度，确定待生产的连续变厚度板的厚度曲线，并控制轧辊进行 按照厚度曲线运动，进行压轧。
[0012] 进一步来说，所述的连续变厚度板的成型方法中，所述近似模型以多项式为基函 数的函数f;
[0013]当待生产的连续变厚度板是双边对称结构时，每边的厚度曲线g=0. 5f;
[0014]当待生产的连续变厚度板是单边结构时，则变厚度边的厚度曲线g=f;其中f和 g为关于X的函数。
[0015] 进一步来说，所述的连续变厚度板的成型方法中，选取第二数量的X轴上的点，并 测量每个X轴上的点对应的连续变厚度板的厚度值作为y轴坐标，得到第二数量个检测样 本点的坐标，利用所述检测样本点测试所述近似模型的精度后包括步骤：
[0016] 若近似模型不满足精度，增加训练样本点的数目或增加多项式的复杂度，重新拟 合近似模型，直至近似模型满足精度。
[0017] 进一步来说，所述的连续变厚度板的成型方法中，确定待生产的连续变厚度板的 厚度分配，确定一坐标原点，以该连续变厚度板的不变边缘为X轴，以其厚度方向作为y轴 建立坐标系具体为：
[0018] 该局部坐标系以试件的长度方向为自变量X正方向，以试件的起点作为坐标原 点，将各个截面的厚度作为各个自变量X对应的因变量y。
[0019] 进一步来说，所述的连续变厚度板的成型方法中，在X轴上选取第二组点，并测量 第二组每个点对应的连续变厚度板的实际厚度值作为y轴坐标，得到第二数量个检测样本 点的坐标，利用所述检测样本点根据收敛条件测试所述近似模型的精度具体为：
[0020] 将第二组点的X轴值分别代入近似模型中，求得每个X轴值对应的拟合厚度值，并 将所述实际厚度值和拟合厚度值按照收敛条件进行精度测试。
[0021] 进一步来说，所述的连续变厚度板的成型方法中，所述收敛条件包括：
[0022] R2：
【主权项】
1. 一种连续变厚度板的成型方法，其特征在于，包括： 确定待生产的连续变厚度板的厚度分配，确定一坐标原点，以该连续变厚度板的不变 边缘为X轴，以其厚度方向作为y轴建立坐标系； 在X轴上选取第一组点，并测得第一组的每个点对应的连续变厚度板的厚度值作为y轴坐标，得到第一数量个训练样本点的坐标，并利用该训练样本点拟合成近似模型； 在x轴上选取第二组点，并测量第二组的每个点对应的连续变厚度板的厚度值作为y轴坐标，得到第二数量个检测样本点的坐标，利用所述检测样本点根据收敛条件测试所述 近似模型的精度； 若近似模型满足精度，确定待生产的连续变厚度板的厚度曲线，并控制轧辊进行按照 厚度曲线运动，进行压轧。
2. 如权利要求1所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，所述近似模型以多项 式为基函数的函数f; 当待生产的连续变厚度板是双边对称结构时，每边的厚度曲线g= 0. 5f; 当待生产的连续变厚度板是单边结构时，则变厚度边的厚度曲线g=f;其中f和g为 关于x的函数。
3. 如权利要求2所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，选取第二数量的x轴上 的点，并测量每个x轴上的点对应的连续变厚度板的厚度值作为y轴坐标，得到第二数量个 检测样本点的坐标，利用所述检测样本点测试所述近似模型的精度后包括步骤： 若近似模型不满足精度，增加训练样本点的数目或增加多项式的复杂度，重新拟合近 似模型，直至近似模型满足精度。
4. 如权利要求1所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，确定待生产的连续变 厚度板的厚度分配，确定一坐标原点，以该连续变厚度板的不变边缘为x轴，以其厚度方向 作为y轴建立坐标系具体为： 该局部坐标系以试件的长度方向为自变量x正方向，以试件的起点作为坐标原点，将 各个截面的厚度作为各个自变量x对应的因变量y。
5. 如权利要求1所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，在x轴上选取第二组 点，并测量第二组每个点对应的连续变厚度板的实际厚度值作为y轴坐标，得到第二数量 个检测样本点的坐标，利用所述检测样本点根据收敛条件测试所述近似模型的精度具体 为： 将第二组点的X轴值分别代入近似模型中，求得每个X轴值对应的拟合厚度值，并将所 述实际厚度值和拟合厚度值按照收敛条件进行精度测试。
6. 如权利要求1所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，所述收敛条件包括： R2：
其中，r2是一个整体指标，值越接近1模型越精确71是实际值，是拟合值，y是均 值；
其中，RAAE是一个整体指标，值越小模型越精确，STD代表标准差；
其中，RMAE是一个局部指标，描述了设计空间中的局部误差，值越小模型精度越高； 其他判断依据：绝对误差、相对误差、均方差。
7. 如权利要求3所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，若近似模型不满足精 度，增加训练样本点的数目或增加多项式的复杂度，重新拟合近似模型，直至近似模型满足 精度包括： 逐个增加训练样本点的数目，重新拟合近似模型。
8. 如权利要求2所述的连续变厚度板的成型方法，其特征在于，当待生产的连续变厚 度板是单边结构时，不变化边则保持直线。
【专利摘要】本发明提供了一种连续变厚度板的成型方法，包括：确定待生产的连续变厚度板的厚度分配，确定坐标原点，以该连续变厚度板的不变边缘为x轴，以其厚度方向作为y轴建立坐标系；在x轴上选取第一组点，得到第一数量个训练样本点的坐标，并利用该训练样本点拟合成近似模型；在x轴上选取第二组点，得到第二数量个检测样本点的坐标，利用所述检测样本点根据收敛条件测试所述近似模型的精度；若近似模型满足精度，确定待生产的连续变厚度板的厚度曲线，并控制轧辊进行按照厚度曲线运动，进行压轧。本发明保证了板材厚度曲线的精度还增加了实际加工中的可行性；可以根据自身的需要，可以选择双边对称结构和单边变厚度模式，增加了整个方法的智能性。
【IPC分类】B21B38-04
【公开号】CN104690094
【申请号】CN201510126035
【发明人】殷为洋, 黄荣军, 钞永兴, 张静宜, 袁静, 包永刚, 汪丽军
【申请人】北京汽车股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月20日