[發(fā)明專利]一種金屬材料焊點的精準建模方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011327124.2 | 申請日： | 2020-11-24 |
| 公開（公告）號： | CN112464401B | 公開（公告）日： | 2022-07-22 |
| 發(fā)明（設計）人： | 劉月杰;趙彥超;王小龍;穆光;畢思剛;王建勛 | 申請（專利權(quán)）人： | 一汽奔騰轎車有限公司 |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14;G06F119/02 |
| 代理公司： | 長春吉大專利代理有限責任公司 22201 | 代理人： | 朱世林 |
| 地址： | 130012 吉林省長春市*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 金屬材料 精準 建模 方法 | ||
本發(fā)明提供一種金屬材料焊點的精準建模方法，屬于車輛仿真分析技術領域。本發(fā)明通過將實際焊點樣件的力與位移曲線與CAE仿真模擬的力與位移曲線對比，調(diào)整仿真模擬的參數(shù)，使仿真輸出的曲線與對應的試驗曲線達到統(tǒng)一，得到焊點材料參數(shù)模型，用于整車仿真分析模型中，提高仿真分析結(jié)果的準確性和精確度。
技術領域
本發(fā)明涉及車輛仿真分析技術領域，尤其涉及一種金屬材料焊點的精準建模方法。
背景技術
整車開發(fā)過程中，焊接點的性能對整車性能有著顯著的影響。整車結(jié)構(gòu)耐撞性開發(fā)仿真分析過程中，需要輸入不同焊點的力學性能參數(shù)，并且為提高仿真精度，需要對參數(shù)進行對標處理。對標的精度直接決定了仿真分析結(jié)果的準確性和精確度。目前對碰撞中焊點失效模擬的研究，尚未有明確的流程和方法，主要是根據(jù)工程經(jīng)驗賦值，很難保證焊點在碰撞中的模擬精度，調(diào)試也存在一定的盲目性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬材料焊點的精準建模方法，通過將實際焊點樣件的力與位移曲線與CAE仿真模擬的力與位移曲線對比，調(diào)整仿真模擬的參數(shù)，使仿真輸出的曲線與對應的試驗曲線達到統(tǒng)一，得到焊點材料參數(shù)模型，用于整車仿真分析模型中，提高仿真分析結(jié)果的準確性和精確度。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種金屬材料焊點的精準建模方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一：用金屬材料制作搭接拉伸試驗、對接拉伸試驗以及十字拉伸試驗樣件，測量母材的厚度，焊點的尺寸和位置，從材料高速拉伸試驗機上分別試驗得到不同工況的原始力與位移曲線，執(zhí)行步驟二；
步驟二:使用等量做功法對步驟一得到的高應變率力與位移曲線進行平滑處理，通過平滑后的十字拉伸試驗力與位移曲線獲得焊點能承受的最大軸向力，通過平滑后的搭接拉伸試驗力與位移曲線獲得焊點能承受的最大剪切力，通過平滑后的對接拉伸試驗力與位移曲線獲得最大剝離彎矩和最大平面扭矩，執(zhí)行步驟四；
步驟三：采用前處理仿真分析軟件，搭建焊點樣件CAE仿真分析模型，對標采用實體六面體焊點模擬，焊點尺寸和位置根據(jù)實際焊點狀態(tài)設置，采用LS-DYNA作為仿真分析軟件，材料類型MAT_SPOTWELD，接觸為CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE，執(zhí)行步驟四。
步驟四：將步驟二得到的焊點能承受的最大軸向力、最大剪切力、最大剝離彎矩和最大平面扭矩帶入失效仿真模型，進行仿真計算，得到不同工況的模擬焊點力位移曲線，執(zhí)行步驟五；
步驟五：將步驟四得到不同工況的模擬焊點力位移曲線分別與步驟二得到的對應工況的實際焊點力位移曲線的最大力值進行一致性對比，若不一致，執(zhí)行步驟六，若一致，執(zhí)行步驟七；
步驟六：根據(jù)不同工況的對標結(jié)果進行相應的調(diào)整，如十字拉伸最大力值不一致，則調(diào)整步驟四輸入到失效仿真模型中的最大軸向力參數(shù)，其他工況同理。調(diào)整后重新進行仿真計算，得到模擬焊點力位移曲線，執(zhí)行步驟五，直到各個工況模擬焊點力位移曲線與實際焊點力位移曲線的最大力值一致，執(zhí)行步驟七；
步驟七：焊點材料參數(shù)模型存儲，執(zhí)行步驟八；
步驟八：將步驟七中得到的焊點材料參數(shù)輸入整車模型，進行整車分析。
本發(fā)明的金屬材料焊點的精準建模方法有如下優(yōu)點：
該數(shù)據(jù)處理方法過程簡潔，易于掌握，使用較為基礎的數(shù)據(jù)處理工具即可輕松實現(xiàn)。
等量做功法進行高應變率曲線的平滑處理極大程度上保證了數(shù)據(jù)的真實性，減小了失真，提高了數(shù)據(jù)的準確性。
仿真分析方法中輸入?yún)?shù)均為試驗直接獲得，從而進一步保證了數(shù)據(jù)曲線的有效性和真實性，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)精度的提高和仿真精度的提高。
該種數(shù)據(jù)處理方法可針對不同種材料組合的焊接力學性能數(shù)據(jù)進行，在一定的厚度范圍內(nèi)，能滿足仿真精度要求。
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