[發明專利]一種面向汽車用鋼的高速碰撞材料卡及其應用方法

在審

• 申請號: 202210475863.9
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114912317A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 郭晶;劉宏亮;王銘澤;楊天一;孫倬;孫洋;劉瑩;宋博
• 申請（專利權）人: 本鋼板材股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李斯;李洪福

本發明公開了一種面向汽車用鋼的高速碰撞材料卡及其應用方法，包括以下步驟，步驟一，汽車用鋼分類，技術人員對汽車用的鋼材料進行分類，步驟二，對不同類別的鋼進行試驗，技術人員對軟鋼進行高速拉伸試驗，技術人員對高強鋼進行失效破壞試驗，步驟三，高速拉伸數據處理：技術人員對不同速率下的軟鋼高速拉伸的數據進行處理，使用Swift?Hockett?Sherby本構模型對數據進行擬合和外推，本發明通過試驗研究動態力學性能和斷裂失效性能，開發軟鋼的動態力學材料卡和高強鋼的GISSMO斷裂失效卡片，將兩種材料卡片同時應用到CAE碰撞分析中，能夠準確地預測金屬材料的動態力學變形以及金屬材料斷裂失效特性，解決汽車廠材料卡精度不準確的問題。

技術領域

本發明涉及金屬材料檢測及CAE汽車的碰撞安全性仿真分析技術領域，具體為一種面向汽車用鋼的高速碰撞材料卡及其應用方法。

背景技術

目前全球交通事故居高不下，汽車碰撞安全性已經越來越受到人們的重視，出臺的相關碰撞法規也對于汽車的耐撞性提出了具體的要求，但由于實車碰撞試驗耗費巨大，不適合對設計車輛進行階段性的檢驗與改進，鑒于CAE碰撞分析是目前汽車廠分析車型碰撞性能的主要方法，然而，傳統的靜態力學性能材料卡無法滿足高精度的碰撞仿真性能的評估，容易出現汽車廠碰撞模擬分析的材料卡精度不準確的現象。

本發明通過試驗研究動態力學性能和斷裂失效性能，開發軟鋼的動態力學材料卡和高強鋼的GISSMO斷裂失效卡片，將兩種材料卡片同時應用到CAE碰撞分析中，能夠準確地預測金屬材料的動態力學變形以及金屬材料斷裂失效特性，解決汽車廠材料卡精度不準確的問題，為汽車廠新車型碰撞分析、結構優化提供準確的數據卡片支持，縮短開發周期，減少試驗工作量，降低研發成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向汽車用鋼的高速碰撞材料卡及其應用方法，以解決上述背景技術中提出的傳統的靜態力學性能材料卡無法滿足高精度的碰撞仿真性能的評估，容易出現汽車廠碰撞模擬分析的材料卡精度不準確的現象的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種面向汽車用鋼的高速碰撞材料卡及其應用方法，包括以下步驟：

步驟一、汽車用鋼分類：技術人員對汽車用的鋼材料進行分類；

步驟二、對不同類別的鋼進行試驗：技術人員對軟鋼進行高速拉伸試驗，技術人員對高強鋼進行失效破壞試驗；

步驟三、高速拉伸數據處理：技術人員對不同速率下的軟鋼高速拉伸的數據進行處理，使用Swift-Hockett-Sherby本構模型對數據進行擬合和外推；

步驟四、建立材料原始動態力學材料卡片：技術人員在LS-dyna軟件中，依據軟鋼的高速拉伸數據處理后得到的曲線，建立材料原始動態力學材料卡片；

步驟五、驗證試驗的有效性：驗證軟鋼的試驗數據和擬合獲取軟鋼的真實應力－塑性應變曲線的有效性；

步驟六、輸出準確的材料卡：輸出標定后軟鋼的動態力學材料卡片；

步驟七、獲得不同應力三軸度受力工況的材料斷裂曲線：技術人員對高強鋼進行失效試驗，獲得失效試驗過程的力－位移曲線；

步驟八、制成GISSMO原始斷裂失效材料卡：技術人員通過LS-Dyna計算高強鋼失效部位應力三軸度與其失效時的等效應變，結合靜態和高速拉伸曲線，制成GISSMO原始斷裂失效材料卡；

步驟九、有限元模擬仿真模型對標：技術人員建立高強鋼相應失效試驗有限元模擬仿真數模，采用有限元仿真的方式進行對標與優化曲線；

步驟十、輸出斷裂失效卡片：輸出對標后高強鋼的GISSMO斷裂失效卡片；

步驟十一、CAE碰撞分析：依據汽車用鋼牌號分類，CAE碰撞分析中將軟鋼的動態力學材料卡和高強鋼的斷裂失效材料卡同時帶入CAE碰撞分析中。