[發(fā)明專利]點(diǎn)焊連接失效數(shù)值模擬系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810036138.1
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101261653A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱平;牛建輝;郭永進(jìn);余海東
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1、一種點(diǎn)焊連接失效數(shù)值模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括：圓周應(yīng)力失效判據(jù)生成模塊、失效極值應(yīng)力及指數(shù)參數(shù)獲得模塊、焊點(diǎn)連接方式數(shù)值模擬模塊、顯式動力學(xué)分析模塊、焊點(diǎn)失效材料知識庫模塊，其中：

圓周應(yīng)力失效判據(jù)生成模塊根據(jù)點(diǎn)焊連接在沖擊過程中的焊核圓周撕裂的失效方式，結(jié)合拉剪、拉伸、拉彎、拉扭組合受力方式的力學(xué)解析，獲得焊核圓周應(yīng)力分布形式，生成圓周應(yīng)力失效判據(jù)，并傳輸至顯式動力學(xué)分析模塊；

失效極值應(yīng)力及指數(shù)參數(shù)獲得模塊通過拉剪、拉伸、拉彎、拉扭四種載荷方式試驗(yàn)，獲得在四種外載荷的峰值條件下焊點(diǎn)臨界失效應(yīng)力極值及無量綱應(yīng)力子項(xiàng)指數(shù)初值，并傳輸至顯式動力學(xué)分析模塊以及焊點(diǎn)失效材料知識庫模塊；

焊點(diǎn)連接方式數(shù)值模擬模塊，其在仿真建模過程中，焊點(diǎn)數(shù)值模型選擇實(shí)體或?qū)嶓w組型焊點(diǎn)單元，建立在兩層或多層殼單元中間，殼單元模擬連接的金屬板件，模擬焊點(diǎn)的真實(shí)幾何形式，建立拉剪、拉伸、拉彎、拉扭四種試樣數(shù)值模型并傳輸至顯式動力學(xué)分析模塊；

顯式動力學(xué)分析模塊是點(diǎn)焊連接失效數(shù)值模擬的計(jì)算執(zhí)行模塊，耦合圓周應(yīng)力失效判據(jù)，并根據(jù)失效應(yīng)力極值、焊點(diǎn)數(shù)值模型，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊連接失效的數(shù)值模擬過程，仿真獲得不同試樣模型外載作用下焊點(diǎn)單元模型連續(xù)分布的內(nèi)應(yīng)力及失效時刻焊點(diǎn)單元承受的極值應(yīng)力，并將所得到的仿真結(jié)果傳輸給焊點(diǎn)失效材料知識庫模塊，模擬物理過程中的點(diǎn)焊連接失效形式；

焊點(diǎn)失效材料知識庫模塊將顯式動力學(xué)分析模塊得到的仿真結(jié)果與試樣試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析后，判斷各應(yīng)力分量的臨界失效應(yīng)力極值及無量綱應(yīng)力子項(xiàng)指數(shù)初值是否合理，若滿足試樣試驗(yàn)結(jié)果，則將上述參數(shù)存儲于焊點(diǎn)失效材料知識庫中，如不滿足，調(diào)整參數(shù)初值使仿真結(jié)果滿足試驗(yàn)結(jié)果。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)焊連接失效數(shù)值模擬系統(tǒng)，其特征是，所述圓周應(yīng)力失效判據(jù)生成模塊，包括：圓周應(yīng)力確定子模塊、判據(jù)生成模塊，其中：

圓周應(yīng)力確定子模塊依據(jù)點(diǎn)焊連接金屬板類零件在沖擊過程中的失效形式，確定焊核結(jié)構(gòu)受力方式為拉剪、拉伸、拉彎、拉扭的組合表達(dá)，根據(jù)各種具體受力類型得到三種焊點(diǎn)圓周應(yīng)力：徑向應(yīng)力σ_r、軸向剪應(yīng)力τ_z、周向剪應(yīng)力τ_θ，并分別建立外力載荷與其之間的數(shù)值表達(dá)關(guān)系；

判據(jù)生成模塊耦合三個焊點(diǎn)圓周應(yīng)力，并以無量綱形式建立圓周應(yīng)力失效判據(jù)，失效判據(jù)其公式如下：

(σr(ϵeffp)·σrF(ϵeffp)·)ξ+(τz(ϵeffp)·τzF(ϵeffp)·)ψ+(τθ(ϵeffp)·τθF(ϵeffp)·)ζ≥1]]>

式中，為焊點(diǎn)單元積分點(diǎn)處計(jì)算的有效塑性應(yīng)變率，各應(yīng)力σ_r、τ_z、τ_θ均表示有效塑性應(yīng)變率的函數(shù)，σ_r^F、τ_z^F、τ_θ^F為各應(yīng)力對應(yīng)的臨界失效極值應(yīng)力，在高速沖擊過程中描述為應(yīng)變率相關(guān)的函數(shù)形式，ξ、ψ、ζ為各對應(yīng)無量綱應(yīng)力子項(xiàng)的指數(shù)參數(shù)。