[發明專利]環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法

在審

• 申請號: 202011237713.1
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112317940A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 徐國成;尤小龍;董娟;谷曉鵬;張建龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23K11/11
• 分類號: B23K11/11;B23K11/36
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：求解峰值溫度：對環形電阻點焊接頭的焊接過程進行有限元模擬分析及物理實驗測試，獲取焊接過程中環形電阻點焊接頭的溫度分布，并根據溫度分布將環形電阻點焊接頭區分為熔核區、熱影響區和母材區，提取各區域峰值溫度；

步驟二：測試材料屬性：利用Gleeble熱機模擬試驗儀對不同試驗件分別加熱到熔核區、熱影響區和母材區的峰值溫度，使各試驗件獲得與環形電阻點焊接頭各區域相同的材料屬性；對各試驗件進行物理實驗測試，獲得環形電阻點焊接頭各區域的材料屬性；

步驟三：建立力學分析模型：建立環形電阻點焊接頭的有限元模型，在有限元模型中設置熔核區、熱影響區和母材區；

步驟四：賦予材料屬性：將步驟二中測得的熔核區、熱影響區和母材區的材料屬性賦予環形電阻點焊接頭有限元模型的對應區域；

步驟五：求解力學性能：利用有限元模型模擬力學性能測試的實驗過程，得到環形電阻點焊接頭的失效模式和力學性能。

2.根據權利要求1所述的環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法，其特征在于：所述的環形電阻點焊接頭的區域根據峰值溫度劃分為：熔核區1500℃，亞臨界熱影響區350℃、500℃或650℃，臨界熱影響區760℃，細晶粒熱影響區950℃，粗晶粒熱影響區1250℃和母材區。

3.根據權利要求1所述的環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法，其特征在于：獲得環形電阻點焊接頭中熔核區、熱影響區和母材區的材料屬性的方式為：利用Gleeble熱機模擬試驗儀對各試驗件分別加熱到熔核區1500℃，亞臨界熱影響區350℃、500℃或650℃，臨界熱影響區760℃，細晶粒熱影響區950℃，粗晶粒熱影響區1250℃和母材區的峰值溫度，使各試驗件獲得與環形電阻點焊接頭各區域相同的材料屬性；對熱循環后的各試驗件進行物理實驗測試，獲得環形電阻點焊接頭各區域的材料屬性，包含彈性模量、泊松比、密度、強度。

4.根據權利要求1所述的環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法，其特征在于：步驟三所述的建立環形電阻點焊接頭的有限元模型，包括以下過程：

建立環形電阻點焊接頭構建有限元模型，包括熔核區、亞臨界熱影響區、臨界熱影響區、細晶粒熱影響區、粗晶粒熱影響區和母材區的形狀以及尺寸；

根據模型的對稱性和力學性能測試的需要創建整體模型的二分之一或四分之一模型；

對所述有限元模型進行網格劃分，網格采用八節點線性六面體縮減積分單元；

施加約束并創建邊界條件。

5.根據權利要求1所述的環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法，其特征在于：步驟四所述的賦予材料屬性是：將獲得的各個區域的材料屬性賦予在所構建的環形電阻點焊接頭的有限元模型對應網格區域中。

6.根據權利要求1所述的環形電阻點焊接頭力學性能的預測方法，其特征在于：步驟五所述的求解力學性能是：

利用有限元模型模擬力學性能測試的實驗過程；

力學性能測試方式包含拉伸剪切測試、交叉拉伸測試、疲勞測試；

力學性能模擬的測試方式和測試參數與實驗測試過程相同；

力學性能模擬將獲得電阻點焊接頭的失效模式和力學性能。