[發明專利]一種基于Ls-Dyna187號材料卡的材料力學性能標定方法

有效

• 申請號: 201911145514.5
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111060396B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 崔書圣;曹正林;婁方明;王士彬
• 申請（專利權）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：

通過靜態和高速拉伸設備，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，形成初始標定模型，在該模型基礎上，通過調整MAT187號材料卡片中各條輸入曲線的縮放系數，按照順序對各工況逐一進行仿真標定，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，通過縮放曲線系數使得高速拉伸工況結果達到匹配，之后對高速壓縮工況進行對標，調整X軸和Y軸縮放系數，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果進行調整，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整X軸和Y軸縮放系數，以滿足最終拉伸、壓縮、剪切對標結果擬合度均達到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值和不同應力三軸度下等效斷裂失效系數；對高速拉伸工況進行仿真標定，通過調整不同應變率下拉伸斷裂參數，使仿真試驗曲線擬合；之后，通過調整剪切斷裂參數值，得到滿足動態剪切工況擬合度的材料卡片；再通過調整雙向拉伸斷裂參數，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，需對各失效參數反復調整，以滿足最終拉伸、剪切、穿孔失效段對標結果擬合度均達到90％以上。

2.如權利要求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、動態單向拉伸，靜、動態雙向拉伸，靜、動態剪切，靜、動態壓縮及靜、動態穿孔工況；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組作為輸入數據，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包括密度、彈性模量及泊松比。