本发明涉及汽车零部件，特别涉及一种汽车拖车钩的设计方法。
背景技术：
1、后装式汽车拖车钩是一种临时牵引设备，可通过拖绳和拖杆等装置进行连接，通常以螺纹连接方式与车身结构相连，保证拖车时让整个车身均匀受力。同时保险杠蒙皮需配合开孔，未使用拖车钩时此孔用堵盖封闭以满足造型整体性和美观度。开孔的大小和位置既要满足造型需求，又要保证与拖车钩留有适当的间隙避免使用时的干涉或摩擦。
2、通常布置拖车钩时，为保证牵引时的稳定性，拖车钩管需与车身连接稳固以保证足够的强度。拖车钩管与车身连接的x向长度越大，拖车钩能更好地承受牵引过程中的拉压力，然而，拖车钩管与车身连接的x向长度越大，意味着拖车钩管的末端距离保险杠蒙皮上的开孔越远，不方便用户将拖车钩旋进拖车钩管内，给用户的操作带来不便。因此，为保证拖车钩的牵引强度，以及用户的操作便利性，需对拖车钩和保险杠的各主要连接部件以及间隙的x向尺寸进行合理设计。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种汽车拖车钩的设计方法，旨在解决在保证拖车钩牵引强度的同时，方便用户操作的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提出的汽车拖车钩的设计方法，包括如下步骤：
3、s10、构建模拟连接结构：拖车钩管可通过固定结构固定在吸能盒内，保险杠蒙皮上开设有通孔，拖车钩的一端可通过通孔伸入拖车钩管内并与拖车钩管螺纹相连；
4、s20、在x方向上，吸能盒的有效长度为x1，拖车钩管的固定结构的长度为x2，拖车钩管在吸能盒内的有效连接段的长度为x3，拖车钩管的长度为h；其中，x2+x3＜x1，且x3＜h(1)；
5、s30、在满足步骤s20中关系式(1)的基础上，x3可取多个数值，每一个数值对应着一种拖车钩管在吸能盒内的连接状态，对每一种连接状态的拖车钩牵引性能进行分析，获得拖车钩在施加载荷和卸载后，牵引处的残余变形δda以及残余角度α，如果δda≤0.7mm，α≤1.5°，则表示x3的取值可以满足牵引强度的需求；
6、s40、在满足牵引强度的x3取值中，选取最小值作为x3最终取值，以确定拖车钩管在吸能盒内的有效连接段，再确定通孔的孔径。
7、在一实施方式中，所述步骤s30中，对每一种连接状态的拖车钩的牵引性能进行分析包括如下步骤：
8、s301、对拖车钩及相关的局部件采用有限元分析软件hypermesh进行网格划分，建立有限元模型；
9、s302、对拖车钩牵引处施加载荷；
10、s303、使用abaqus求解器计算分析拖车钩在施加载荷和卸载后，拖车钩的牵引处的中心点a的残余变形，以及拖车钩的连接端的端面的中心点b的残余变形，从后处理软件hyperview中得出a点残余位移δda和b点残余位移δdb，通过δda和δdb得出残余角度α。
11、在一实施方式中，所述步骤s301中，与拖车钩相关的局部件包括：吸能盒、保险杠蒙皮、拖车钩管，以及用于固定拖车钩管的固定结构。
12、在一实施方式中，所述步骤s302中，施加载荷f的大小为：f＝gm*g/2，其中，gm为车辆空载时的质量与车辆可装载的最大质量之和，g为重力加速度；
13、施加载荷f的方向包括：方向一、沿x轴正向；方向二、在xy平面内，与x正半轴呈向上的5°夹角；方向三、在xy平面内，与x正半轴呈向下的5°夹角；方向四：在xz平面内，与x正半轴向左呈25°夹角；方向五、在xz平面内，与x正半轴向右呈25°夹角。
14、在一实施方式中，所述步骤s303中，残余角度α的计算公式为：α＝arctan(δda-δdb)/dab (2)；
15、其中，dab为点a与点b之间的距离。
16、在一实施方式中，所述步骤s301中，对拖车钩及相关的局部件建立有限元模型的步骤如下：拖车钩及拖车钩管为实体模型，采用hex8六面体实体单元模拟；拖车钩周边钣金采用pshell单元建模，网格尺寸采用3mm×3mm，拖车钩与拖车钩管的螺纹连接采用*tie接触，拖车钩管与吸能盒的焊缝采用rigid刚性单元模拟，局部钣金件间的电焊采用cweld单元模拟。
17、在一实施方式中，所述步骤s30中，当施加的载荷沿x轴正向时，δda≤0.7mm；当施加的载荷的方向在xy平面内时，α≤1.5°；当施加的载荷的方向在xz平面内时，α≤0.2°。
18、在一实施方式中，所述步骤s30中，x3的取值按照从大到小的顺序进行取值。
19、在一实施方式中，所述步骤s40中，确定通孔孔径的方法为：x3值确定后，采用cae对x3值相对应的各载荷下得到的拖车钩位置和状态的叠加形成包络，获得包络的最大周长，通孔的孔径为最大周长加上3mm。
20、在一实施方式中，所述步骤s10中，拖车钩为后拖车钩。
21、本发明的技术方案通过采用不同的x3的取值，即对拖车钩管在吸能盒内的有效连接段的长度取不同的值，对每一个取值对应的拖车钩进行牵引性能分析，获得对应的残余变形和残余角度，分析残余变形和残余角度是否满足设计需求，如果满足，则该x3取值满足牵引强度需求，依此方法获得多个满足牵引强度的x3取值，在满足牵引强度的x3取值中，选取最小的x3值作为最终值，从而确定了拖车钩管在吸能盒内的有效连接段的长度，则拖车钩管的末端与通孔之间的距离也就确定了，当x3取值较小时，拖车钩管的末端与通孔之间的距离也较小，因而方便用户将拖车钩旋入拖车钩管内；当拖车钩管的固定位置确定后，再确定通孔的孔径，以较好地避免在使用过程中发生干涉或者摩擦现象。因此，本发明所提供的拖车钩管的设计方法，在保证拖车钩满足牵引强度的条件下，还方便用户操作，即可较方便地将拖车钩旋入拖车钩管内，且可较好地避免在使用过程中发生干涉或者摩擦现象。
1.一种汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s30中，对每一种连接状态的拖车钩的牵引性能进行分析包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s301中，与拖车钩相关的局部件包括：吸能盒、保险杠蒙皮、拖车钩管，以及用于固定拖车钩管的固定结构。
4.如权利要求2所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s302中，施加载荷f的大小为：f＝gm*g/2，其中，gm为车辆空载时的质量与车辆可装载的最大质量之和，g为重力加速度；
5.如权利要求2所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s303中，残余角度α的计算公式为：α＝arctan(δda-δdb)/dab(2)；
6.如权利要求2所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s301中，对拖车钩及相关的局部件建立有限元模型的步骤如下：拖车钩及拖车钩管为实体模型，采用hex8六面体实体单元模拟；拖车钩周边钣金采用pshell单元建模，网格尺寸采用3mm×3mm，拖车钩与拖车钩管的螺纹连接采用*tie接触，拖车钩管与吸能盒的焊缝采用rigid刚性单元模拟，局部钣金件间的电焊采用cweld单元模拟。
7.如权利要求1所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s30中，当施加的载荷沿x轴正向时，δda≤0.7mm；当施加的载荷的方向在xy平面内时，α≤1.5°；当施加的载荷的方向在xz平面内时，α≤0.2°。
8.如权利要求1所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s30中，x3的取值按照从大到小的顺序进行取值。
9.如权利要求1所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s40中，确定通孔孔径的方法为：x3值确定后，采用cae对x3值相对应的各载荷下得到的拖车钩位置和状态的叠加形成包络，获得包络的最大周长，通孔的孔径为最大周长加上3mm。
10.如权利要求1所述的汽车拖车钩的设计方法，其特征在于，所述步骤s10中，拖车钩为后拖车钩。
