[發明專利]電阻點焊接頭力學性能的預測方法

在審

• 申請號: 202010002222.2
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111141604A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 毛鎮東;韓曉輝;馬國龍;徐野
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24;G01N3/00;G01N1/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王宇楊

本發明實施例提供一種電阻點焊接頭力學性能的預測方法，包括：剖開電阻點焊接頭；對電阻點焊接頭的剖開面中的各區域分別進行儀器化壓入實驗，將儀器化壓入實驗過程中生成的載荷?位移曲線轉換為應力?應變曲線；建立電阻點焊接頭的有限元模型；為有限元模型耦合損傷模型；基于電阻點焊接頭的剖開面中的各區域的應力?應變曲線，采用耦合有損傷模型的有限元模型模擬力學性能測試實驗過程，得到電阻點焊接頭中各區域的力學性能指標。本發明實施例提供的電阻點焊接頭力學性能的預測方法能實現電阻點焊接頭力學性能的準確預測。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種電阻點焊接頭力學性能的預測方法。

背景技術

電阻點焊技術因具有高效率、低成本、高自動化程度等優點，已成為航空航天、汽車制造、軌道交通等領域應用最廣泛的焊接方法之一。電阻點焊涉及電場、傳熱、力學和冶金的耦合過程，在此過程中點焊接頭材料的力學性能要發生變化，不同熔核尺寸和微區力學性能對點焊接頭整體力學性能有較大影響，因此需要對每種工藝條件下的電阻點焊接頭進行硬度、拉伸-剪切、剝離、鑿剝離和疲勞等力學性能測試。

目前國內外技術人員對電阻點焊接頭力學性能的研究主要采用實驗測試的方法，然而電阻點焊接頭需要進行的力學性能實驗具有種類多、實驗周期長的特點，導致測試成本高。

現有技術中也有采用數值模擬來測試電阻點焊接頭力學性能的方法。但這些方法多采用性能均勻的接頭整體模型，并且在模型中沒有全面考慮接頭的損傷機制，造成模擬結果與實驗結果有一定差距，實用性較差。

發明內容

本發明實施例提供一種電阻點焊接頭力學性能的預測方法，用以解決現有技術中電阻點焊接頭力學性能的數值模擬結果與實驗結果有一定差距、實用性較差的缺陷，實現對電阻點焊接頭力學性能的準確預測。

本發明實施例提供一種電阻點焊接頭力學性能的預測方法，包括：

剖開電阻點焊接頭；

對所述電阻點焊接頭的剖開面中的各區域分別進行儀器化壓入實驗，將所述儀器化壓入實驗過程中生成的載荷-位移曲線轉換為應力-應變曲線；

建立電阻點焊接頭的有限元模型；

為所述有限元模型耦合損傷模型；

基于所述電阻點焊接頭的剖開面中的各區域的應力-應變曲線，采用耦合有損傷模型的有限元模型模擬力學性能測試實驗過程，得到電阻點焊接頭中各區域的力學性能指標。

上述技術方案中，在剖開電阻點焊接頭之后，所述方法還包括：

對所述電阻點焊接頭的剖開面進行研磨、拋光和腐蝕。

上述技術方案中，所述電阻點焊接頭的剖開面中的區域包括：熔核區、熔合線界面區、母材區；或包括：熔核區、熔合線界面區、靠近熔合線界面區的母材區、遠離熔合線界面區的母材區；其中，

所述熔合線界面區是熔核與母材交界的區域。

上述技術方案中，所述對所述電阻點焊接頭的剖開面中的各區域分別進行儀器化壓入實驗包括：

在所述電阻點焊接頭的剖開面中的各區域分別選取一個測試點；

在各個測試點上分別進行壓入實驗，得到各個測試點對應的載荷-位移曲線。

上述技術方案中，所述建立電阻點焊接頭的有限元模型包括：

為所述電阻點焊接頭的剖開面構建幾何模型；所述幾何模型包括有熔核區的形狀、尺寸，母材區的形狀、尺寸，熔合線界面區的形狀、尺寸；

為所述幾何模型劃分網格，施加約束；其中，在劃分網格時，熔核與母材界面處的網格節點完全重合；

為所述幾何模型中的各個網格賦予材料屬性。