[發(fā)明專利]基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810609010.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN108595898B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊明;張巍;李天兵;吳峻嶺;連志斌;張繼游
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 施浩

1.一種基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法，其特征在于，包括：

步驟1：對(duì)熱沖壓成型件及其連接件進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

步驟2：對(duì)劃分好的網(wǎng)格進(jìn)行熱沖壓成型件及其連接件材料及厚度屬性賦值；

步驟3：點(diǎn)焊模型建模；

步驟4：點(diǎn)焊熱影響區(qū)建模；

步驟5：點(diǎn)焊熱影區(qū)有限元模型材料及厚度屬性賦值；

步驟6：將所建立的有限元模型導(dǎo)入到整車碰撞的有限元模型中，通過有限元仿真計(jì)算，最終能夠在仿真中預(yù)測出熱沖壓成型件是否在點(diǎn)焊熱影響區(qū)存在撕裂的風(fēng)險(xiǎn)；

其中在步驟4中，以點(diǎn)焊中心為基準(zhǔn)，首先確定焊核的范圍大小，然后根據(jù)熱影響區(qū)范圍大小圍繞焊核做一圈單元，形成一個(gè)“回字型”結(jié)構(gòu)，“回字型”結(jié)構(gòu)的區(qū)域代表實(shí)際情況中熱影響區(qū)的范圍大小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法，其特征在于，在步驟1中，先通過幾何數(shù)據(jù)抽取中面，然后再對(duì)中面進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法，其特征在于，在步驟2中，中面網(wǎng)格的厚度可根據(jù)其真實(shí)物理厚度賦值，熱沖壓成型件及其連接件材料通過其真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線來定義。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法，其特征在于，在步驟3中，點(diǎn)焊按照實(shí)際幾何位置用一維梁單元來模擬，在仿真模擬中定義點(diǎn)焊的失效，使焊點(diǎn)的特性與實(shí)際情況相一致。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法，其特征在于，在步驟5中，熱影響區(qū)的厚度與熱沖壓成型件母材厚度保持一致，熱影響區(qū)的材料基于母材材料的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線通過縮放因子進(jìn)行縮放得到，熱影響區(qū)的失效定義通過減薄失效系數(shù)來定義，使得仿真中的熱影區(qū)材料性能和實(shí)際情況相一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車碰撞仿真的有限元建模方法，其特征在于，步驟6還包括輔助汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并通過仿真模型驗(yàn)證優(yōu)化方案。

7.一種基于汽車碰撞仿真的有限元建模系統(tǒng)，其特征在于，包括：

網(wǎng)格劃分模塊，對(duì)熱沖壓成型件及其連接件進(jìn)行網(wǎng)格劃分；

第一賦值模塊，對(duì)劃分好的網(wǎng)格進(jìn)行熱沖壓成型件及其連接件材料及厚度屬性賦值；

第一建模模塊，點(diǎn)焊模型建模；

第二建模模塊，點(diǎn)焊熱影響區(qū)建模，其中以點(diǎn)焊中心為基準(zhǔn)，首先確定焊核的范圍大小，然后根據(jù)熱影響區(qū)范圍大小圍繞焊核做一圈單元，形成一個(gè)“回字型”結(jié)構(gòu)，“回字型”結(jié)構(gòu)的區(qū)域代表實(shí)際情況中熱影響區(qū)的范圍大小；

第二賦值模塊，點(diǎn)焊熱影區(qū)有限元模型材料及厚度屬性賦值；

仿真計(jì)算模塊，將所建立的有限元模型導(dǎo)入到整車碰撞的有限元模型中，通過有限元仿真計(jì)算，最終能夠在仿真中預(yù)測出熱沖壓成型件是否在點(diǎn)焊熱影響區(qū)存在撕裂的風(fēng)險(xiǎn)。

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)上，其特征在于，被處理器讀取后運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序以執(zhí)行如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法。

9.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器和計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)上，其特征在于，處理器從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取計(jì)算機(jī)程序后運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序以執(zhí)行如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法。