[發明專利]一種用于鈑金連接區域疲勞開裂預測的有限元建模方法

有效

• 申請號: 202010198724.7
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111539135B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 鄭寧昆;王振;徐成民;王朝陽;龔益玲;陳瑜;劉寶剛;李天兵
• 申請（專利權）人: 上汽大眾汽車有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G16C60/00;G06F119/04
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

1.一種用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，包括步驟：

100：對鈑金件進行網格劃分，并賦予其材料及厚度屬性；建立鈑金件的連接點，所述連接點的邊界與鈑金件之間剛性連接，建立Nastran格式的初始有限元模型；

200：采用微單元技術提取所述連接點的數據，以建立連接區域的局部超細化模型，并基于局部超細化模型進行剛度矩陣的計算；其中所述連接點的數據包括下述各項：連接點中心位置，連接點直徑，連接區域大小以及相連的鈑金件的厚度；步驟200具體包括：

201：采用微單元技術提取連接點中心位置，連接區域大小以及相連的鈑金件的厚度，并將連接點的中心點投影到相連的鈑金件上；

202：連接區域中的鈑金件網格重構，建立六面體實體網格，所述六面體實體網格以所述中心點的投影點的連線為中心線呈輻射狀分布，輻射直徑為D’，其邊界處使用剛性連接耦合；

203：確定連接點直徑，連接點處相鄰鈑金件使用共用節點的方式連接，并進行材料屬性賦值；

204：修正連接點邊界的裂紋尖端網格，裂紋尖端網格以連接點邊界的尖端為中心線呈輻射狀分布，輻射直徑為d’；

205：建立連接區域的局部超細化模型，以進行剛度矩陣的計算；

300：提取連接區域的剛度矩陣；

400：將所述Nastran格式的初始有限元模型改建為Abaqus格式的疲勞計算模型，更改連接區域屬性，將連接區域的剛性連接由步驟300中得到的所述剛度矩陣替代；

500：對所述Abaqus格式的疲勞計算模型進行疲勞加載，計算后提取連接區域周圍單元的最大應力值，根據對應的應力-壽命曲線獲取該連接區域的疲勞壽命。

2.如權利要求1所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，在步驟100中，先通過鈑金件的幾何數據抽取鈑金件的中性面，再對所述中性面進行殼網格劃分。

3.如權利要求1所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，所述連接區域的連接方式包括下述各項的至少其中之一：焊接連接，鉚接，螺栓連接。

4.如權利要求3所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，所述焊接連接包括焊點連接和/或焊縫連接。

5.如權利要求1所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，在步驟100中，所述鈑金件的連接點采用六面體實體單元建立。

6.如權利要求1所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，所述六面體實體網格的輻射直徑D’與連接點直徑D滿足：D’＝a×D,其中a的取值范圍為1.3～1.6；所述連接點直徑D與連接區域大小L滿足：L＝b×D，其中b的取值范圍為1.5～1.8，并且ba。

7.如權利要求1所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于，所述裂紋尖端網格的輻射直徑d’與裂紋尖端網格連接點直徑d滿足：d’＝c×d,其中c的取值范圍為3～5。

8.如權利要求1-7中任意一項所述的用于鈑金連接區域疲勞壽命預測的有限元建模方法，其特征在于：所述連接區域位于車輛的車門處，并且步驟500中的疲勞加載為車門角速度加載；或者所述連接區域位于車輛的車身，并且步驟500中的疲勞加載為整車路譜加載。