[發明專利]金屬薄板電阻點焊焊點動態沖擊力學性能測試方法

有效

• 申請號: 201810270014.3
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108663183B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 張武;計遙遙;馮毅;王偉峰;方剛;詹華;馬鳴圖;周佳;宋磊峰
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張巧嬋

本發明公開了一種金屬薄板電阻點焊焊點動態沖擊力學性能測試方法，包括以下步驟：焊前進行點焊試樣準備；制備點焊試樣；進行焊點準靜態力學性能測試；處理焊點準靜態力學性能數據；進行焊點動態沖擊試驗；建立焊點動態沖擊力學性能測試模型。采用上述技術方案，提供了一種合理、可行的建立焊點動態力學行為本構關系模型的工程化技術方法，是在動態試驗基礎上，僅通過簡單的數據處理，即可獲取相應的焊點動態應力?應變本構模型式，能直接應用于焊點碰撞仿真過程中，為汽車產品連接的安全設計提供直接的技術支持，具有較強的工程意義和較大的工業化推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于材料力學性能試驗的技術領域。更具體地，本發明涉及一種金屬薄板電阻點焊焊點動態沖擊力學性能測試方法。

背景技術

汽車的安全性一方面取決于汽車零部件材料的強度，另一方面還取決于零件之間的連接強度。點焊是汽車構件連接的重要方法，據統計普通乘用車上電阻焊焊點的數量大約有4000～6000個。因此，焊點的連接強度對汽車產品的安全有著極其重要的影響，而焊點的連接強度取決于電阻點焊的連接工藝。

由于汽車的碰撞發生在高速行駛過程中，因此點焊的動態強度相對靜態強度來說，對提高車身的抗碰撞性能更有意義。

基于當前汽車行業安全性設計需求，近年來針對點焊沖擊性能的研究已成為國內外汽車連接技術領域的研究熱點之一。已有車企在嘗試采用高速沖擊法來評價焊點的沖擊力學性能，通過沖擊試驗，獲得焊點的沖擊強度變化，作為對車身安全性能評價的重要基礎數據之一。此外，近年來計算機模擬已成為國內外研究汽車車身或零部件抗碰撞性能的重要方法之一，這一領域目前也迫切需要詳實可靠的點焊沖擊強度指標數據做支撐，以此作為評價仿真過程中焊點是否發生失效的關鍵依據。

當前基于沖擊試驗過程的繁瑣性，因此車企往往趨向于僅通過少量的沖擊試驗，即可獲取一定尺寸規格的焊點在任意沖擊應變速率條件下的極限強度值，以供仿真所用，這就需要建立一種可供工程化應用的焊點動態沖擊極限強度測試模型。

國外已有研究結果表明：焊點的動態沖擊強度指標往往與其準靜態強度指標間存在一定的定量關系，然而傳統的描述金屬材料在快速應變條件下力學行為的諸如JohnsonCook(JC)、Cowper-Symonds(CS)及Zerilli-Armstrong(ZA)等模型并不適用于焊點，而目前國內更極度缺乏焊點有關沖擊強度性能研究的報道，導致車企無法獲取這方面的數據以用于車輛安全設計中，而材料企業也不知如何建立此類模型以提供給車企使用。

對現有相關技術的文獻檢索結果表明：當前國內針對焊點力學性能的研究主要還局限于通過開發出各類專用裝置，通過實驗測試獲取相應的力學性能數據；針對焊點在不同加載條件下的力學本構關系模型方面的研究較少；而僅有的一些零星研究也僅針對準靜態層面，針對焊點在高速應變條件下的力學行為、力學性能測試技術方面的研究報道極少。

有關專利文獻公開的技術方案有：

CN104785947A公開了一種用于測試焊點在不同加載條件下的力學性能的實驗技術方法，通過對焊點進行剪切、正拉、扭轉、剝離等試驗，獲取相應的性能數據，建立焊點的失效判定模型。

CN105699186A公開了一種金屬電阻點焊焊點變角度力學性能試驗評價方法，提出一種改進型的焊點橢圓型承載模型關系式，基于此僅通過對焊點在不同加載位向條件下的力學性能進行測試，即可建立基于判定焊點的失效判定模型。

CN104897357A公開了一種可用于金屬板材點焊接頭沖擊性能測試的試驗方法，可實現對沖擊峰值載荷力、位移量、應力應變量、沖擊吸收功等參量的檢測，然而并未進一步給出相應的可描述焊點在沖擊條件下應力應變關系的本構關系模型，難以將試驗數據用于對焊點的碰撞仿真。