一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法，属于仿真分析技术领域，包括如下步骤：获取焊点连接的所有组件材料牌号；根据整理出的车型用材牌号统计表，并结合各企业的企业标准整理出对应牌号的屈服强度，用于后续焊点材料参数的求解；筛选出车型定义焊接连接对，选取连接对中屈服强度的较低值作为失效基准屈服强度；求得焊点失效力参数，将材料参数及焊点失效力参数带入焊点材料MAT100控制卡中，赋值给不同焊点组对应的组件；将材料参数及焊点失效力参数输入有限元分析软件中进行求解计算。本发明专利技术的焊点失效仿真方法通过定义材料基本特性快速仿真求得焊点失效参数，实现整车耐撞结构评估及焊点失效风险预测。整车耐撞结构评估及焊点失效风险预测。整车耐撞结构评估及焊点失效风险预测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于仿真分析
，具体涉及一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]整车耐撞性能开发中，需通过整车耐撞仿真分析预测结构及连接设计的合理性。针对高速碰撞工况，板金开裂以及焊点撕裂成为制约性能仿真准确性的关键因素，特别是焊点连接的模拟，难度较大。
[0003]针对高速碰撞工况，板金开裂以及焊点撕裂成为制约性能仿真准确性的关键因素，特别是焊点连接的模拟，难度较大。现有主流的尝试均是以大量试验获取物理特性，然后在通过详细模型进行迭代求解，最终确定仿真输入的参数。
[0004]现有Ls
‑
dyna软件中主流焊点仿真方法如下：
[0005]方法一：采用梁单元(BEAM)或实体单元(SOLID，根据单元类型差异，可分为HEX、4HEX、8HEX、16HEX)模拟焊点，并通过MAT100号材料卡进行焊点失效力定义模拟，达到失效判别标准，则相应的梁单元删除，实现焊点开裂状态的模拟。参数获取通过试验获取，其方法优点为：通过试验获取失效力参数准确度高，缺点为：成本高、周期长，由于整车不同强度板材组合焊点失效力组合有几百组，通过试验获取的方法的成本高，且经过试验
‑
参数提取
‑
赋值给不同组合的焊缝所耗费的周期较长(一般现有一轮整车耐撞仿真模型建立需求在一周内完成)，不满足于整车耐撞仿真周期需求。
[0006]方法二：焊点采用刚性单元(RIGID)，焊点本身不设置失效，失效其是通过焊点周围母材作出一圈WASHER孔单元(如图3)，采用壳单元(SHELL)模拟焊点的热影响区，给WASHER单元赋单独的失效材料，通过SHELL的失效来实现焊点失效的模拟。
[0007]以上两种方法都需要开展大量基础连接特性的试验，并通过参数求解或仿真迭代后才能获取相关的焊点失效参数，在实际工程运用中呈现成本高、周期长的特点，在项目前期的仿真分析阶段不适用。一方面是整车安全性能开发中，给耐撞结构仿真分析周期较短，一轮分析加优化的时间一般在1个月左右，通过大量试验和仿真子模型迭代，效率较低。另一方面，项目前期的需要不同材料及厚度的组合优化，通过试验方法重新迭代求解的思路无法发挥仿真工具快速识别风险并找出合理方案的优势。特别是随着钢板技术的进步，新材料大幅度更新，通过大批量试验积累成库的方案也不具备可操作性。因此需要建立一种适用于项目开发阶段能够快速实现仿真参数求解且不影响仿真计算效率的简化方法。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法、设备及存储介质，本专利技术的焊点失效仿真方法通过定义材料基本特性快速仿真求得焊点失效参数，实现整车耐撞结构评估及焊点失效风险预测。
[0009]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法，包括如下步骤：
[0011]步骤S1：获取焊点连接的所有组件材料牌号；
[0012]步骤S2：根据步骤S1整理出的车型用材牌号统计表，并结合各企业的企业标准整理出对应牌号的屈服强度σ
s
，用于后续焊点材料参数的求解；
[0013]步骤S3：筛选出车型定义焊接连接对，选取连接对中屈服强度的较低值作为失效基准屈服强度σ
s
‑
pmin
；其中，所述连接对是指两层或多层连接关系中直接形成连接的两个零件及其焊点形成的对；
[0014]步骤S4：求得焊点失效力参数，所述焊点失效力参数包括焊点材料的临界轴向力断裂值NRR及焊点临界剪切力值NRT；
[0015]步骤S5：将材料参数及焊点失效力参数带入焊点材料MAT100控制卡中，赋值给不同焊点组对应的组件；所述材料参数包括材料密度RO、杨氏模量E、泊松比PR、基准屈服强度σ
s
‑
pmin
、切线模量ET；
[0016]步骤S6：将材料参数及焊点失效力参数输入有限元分析软件中进行求解计算。
[0017]进一步地，所述步骤S1具体是通过梳理整车BOM，整理获取整车焊点连接件所用的材料牌号，并建立起车型用材牌号统计表，所述车型用材牌号统计表的参数中包括层级、零件号、中文名称、材料规格及材料规格标准。
[0018]进一步地，步骤S2中，若所述对应牌号的屈服强度σ
s
为区间值，则取其最大值与最小值的均值为平均屈服强度σ
m
，若所述材料开展过材料试验，则直接取试验强度σ
test
。
[0019]进一步地，步骤S4中，根据公式(1)求得焊点材料的临界轴向力断裂值NRR；
[0020]NRR＝λ*σ
s
‑
pmin
*T
comb
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0021]其中，λ为经验系数，T
comb
为焊接连接对中两个组件的组合厚度，即T
comb
＝T
part1
+T
part2
；
[0022]进一步地，步骤S4中，根据公式(2)求得焊点临界剪切力值NRT；
[0023]NRT＝μ*NRR
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0024]其中，μ为折算系数。
[0025]进一步地，步骤S5中所述材料参数包括材料密度RO、杨氏模量E、泊松比PR、基准屈服强度σ
s
‑
pmin
、切线模量ET；
[0026]第二方面，本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术实施例中任一所述的一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法。
[0027]第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术实施例中任一所述的一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0029]a.本专利技术通过材料的屈服强度与厚度组合形式，与使用大量试验以及子模型仿真迭代的方式相比具有明显的效率优势；可实现项目前期快速迭代出焊点的失效参数，不影响原有分析周期及仿真建模及求解工作量。
[0030]b.本专利技术提供的焊点参数失效特性求解方法为理论计算结合经验公式计算方法，具有可复制性，即对于已有的焊点间距、强度、厚度可实现快速求解，并及时搭载仿真模型
实现风险优化，这是传统方式所不具备的特性。
[0031]c.由于乘用车车身及门盖焊点的焊接质量符合的是正态分布特性，即所有连接属性的强度是具有分散性的统计学规律，而样片级别的测试焊接质量的稳定性明显优于实际样车所采用的焊接特性；因此单一试验方式获取的参数不能准确代表力学性能的准确值，一样具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取焊点连接的所有组件材料牌号；步骤S2：根据步骤S1整理出的车型用材牌号统计表，并结合各企业的企业标准整理出对应牌号的屈服强度σ
s
，用于后续焊点材料参数的求解；步骤S3：筛选出车型定义焊接连接对，选取连接对中屈服强度的较低值作为失效基准屈服强度σ
s
‑
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；其中，所述连接对是指两层或多层连接关系中直接形成连接的两个零件及其焊点形成的对；步骤S4：求得焊点失效力参数，所述焊点失效力参数包括焊点材料的临界轴向力断裂值NRR及焊点临界剪切力值NRT；步骤S5：将材料参数及焊点失效力参数带入焊点材料MAT100控制卡中，赋值给不同焊点组对应的组件；所述材料参数包括材料密度RO、杨氏模量E、泊松比PR、基准屈服强度σ
s
‑
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、切线模量ET；步骤S6：将材料参数及焊点失效力参数输入有限元分析软件中进行求解计算。2.如权利要求1所述的一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法，其特征在于，所述步骤S1具体是通过梳理整车BOM，整理获取整车焊点连接件所用的材料牌号，并建立起车型用材牌号统计表。3.如权利要求2所述的一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法，其特征在于，所述车型用材牌号统计表的参数中包括层级、零件号、中文名称、材料规格及材料规格标准。4.如权利要求1所述的一种基于整车耐撞的焊点失效仿真方法，其特征在于，步骤S2中，若所述对应牌号的屈服强度σ
s
为区间值，则取其最大值与最小值的均值为平均屈服强度σ

【专利技术属性】
技术研发人员：籍龙波，丁建鹏，王士彬，朱学武，杨航，杨广宇，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：