[發(fā)明專利]一種基于Ls-Dyna187號材料卡的材料力學性能標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911145514.5
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111060396B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔書圣;曹正林;婁方明;王士彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純

1.一種基于Ls-Dyna187號材料卡的材料力學性能標定方法，其特征在于，具體步驟如下：

第一步，樣片級材料試驗：

通過靜態(tài)和高速拉伸設(shè)備，獲得材料在不同工況下的應力-應變曲線；

第二步，材料卡片建立：

應用LS-DYNA軟件，利用材料的性能參數(shù)及第一步測得的應力-應變曲線建立MAT187號材料卡片；

第三步，CAE仿真標定：

根據(jù)各試驗工況建立CAE仿真標定模型，使用步驟二獲得的初始MAT187材料卡片，同時添加與步驟一的試驗相對應的仿真邊界條件和控制卡片參數(shù)，形成初始標定模型，在該模型基礎(chǔ)上，通過調(diào)整MAT187號材料卡片中各條輸入曲線的縮放系數(shù)，按照順序?qū)Ω鞴r逐一進行仿真標定，直至在所有對標工況下，仿真與試驗力-位移曲線擬合度達到90％以上；所述標定流程順序按照先標定非斷裂失效段，再標定斷裂失效段兩步；

第三步所述非斷裂失效段，按照高速拉伸、高速壓縮、高速剪切的順序進行仿真標定；首先，通過縮放曲線系數(shù)使得高速拉伸工況結(jié)果達到匹配，之后對高速壓縮工況進行對標，調(diào)整X軸和Y軸縮放系數(shù)，由于MAT187號材料卡片中默認拉伸和壓縮彈性模量一致，故對塑性段峰值進行比對，由于壓縮和拉伸工況存在耦合，需反復對拉伸和壓縮結(jié)果進行調(diào)整，最終得到滿足拉伸和壓縮工況對標要求的材料卡片；之后對高速剪切工況進行對標，由于剪切試驗中與拉伸和壓縮工況均耦合，需對剪切曲線、拉伸曲線和壓縮曲線反復調(diào)整X軸和Y軸縮放系數(shù)，以滿足最終拉伸、壓縮、剪切對標結(jié)果擬合度均達到90％以上；

所述斷裂失效段，按照高速拉伸、高速剪切、高速穿孔的順序進行仿真標定；首先在完成非斷裂失效段仿真標定的MAT187材料卡片中，增加初始拉伸工況下等效應變失效數(shù)值和不同應力三軸度下等效斷裂失效系數(shù)；對高速拉伸工況進行仿真標定，通過調(diào)整不同應變率下拉伸斷裂參數(shù)，使仿真試驗曲線擬合；之后，通過調(diào)整剪切斷裂參數(shù)值，得到滿足動態(tài)剪切工況擬合度的材料卡片；再通過調(diào)整雙向拉伸斷裂參數(shù)，得到滿足高速穿孔工況擬合度的材料卡片；由于存在拉壓、拉剪耦合工況，需對各失效參數(shù)反復調(diào)整，以滿足最終拉伸、剪切、穿孔失效段對標結(jié)果擬合度均達到90％以上。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于Ls-Dyna187號材料卡的材料力學性能標定方法，其特征在于，第一步所述的不同工況包括靜、動態(tài)單向拉伸，靜、動態(tài)雙向拉伸，靜、動態(tài)剪切，靜、動態(tài)壓縮及靜、動態(tài)穿孔工況；每種工況的試驗至少進行3-5組，從中選取頸縮失效位置和應力-應變曲線最接近的3組作為輸入數(shù)據(jù)，并最終獲得材料在各工況下的真應力-應變擬合曲線。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于Ls-Dyna187號材料卡的材料力學性能標定方法，其特征在于，第二步所述的材料的性能參數(shù)包括密度、彈性模量及泊松比。