【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及零件服役仿真，尤其涉及一种基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法。
技术介绍
1、铸造车轮、一体式压铸车身、底盘等大尺寸铸造铝合金零件的力学性能不均匀，不同位置的强度、韧性等不一致，其差异可达20％以上。而在lsdyna软件仿真中，只能认为整个逻辑零件所有单元(对应真实零件所有位置)力学性能一致，并取某个位置的力学性能或几个位置的平均力学性能做为仿真的本构模型参数输入。这种情况下，零件服役仿真输出的力学响应，尤其应变云图难以同时预测准确。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供一种基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法。
2、本专利技术公开了一种基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其包括：
3、步骤1：获取铸造铝合金零件上多个离散位置的力学性能，再构建三维插值算法，在整个铸造铝合金零件的所有位置对力学性能进行插值；力学性能包括本构曲线、硬度值、断裂韧性和致断裂应变曲线；
4、步骤2：设计单元定位算法，将步骤1中插值后的力学性能映射到有限元仿真网格的单元上，计算模型参数或变换参数，并将所有单元的编号与其对应的模型参数或变换参数写入指定文件中；
5、步骤3：基于lsdyna二次开发用户自定义材料子程序，用其读取步骤2中生成的指定文件，获得每个单元的力学性能的模型参数或变换参数并修正相应力学性能，最后基于修正后的力学性能进行材料模型的求解，得到不同单元的碰撞服役
6、进一步地，所述步骤1包括：
7、步骤11：建立测量坐标系，令其与仿真坐标系一致，获得任一编号为j的离散位置对应的力学能性参数pj(xj,yj,zj)，p代表所测力学性能参数向量，(x,y,z)代表其坐标值，所有的离散位置构成集合{p}；
8、步骤12：在零件最小包围长方体范围内，在x、y、z三个维度上进行等间距q划分立方体网格，并计算任意立方体网格结点i的坐标ni(xi,yi,zi)，立方体网格结点的边长小于有限元仿真中所有单元特征长度的最小值；最小包围长方体指的是六个面两两分别垂直于x、y、z且能覆盖住零件的最小长方体，且三边长均为q的整数倍；
9、步骤13：设置滑动立方体的边长数s与滑动步长数m；边长数s是q的倍数，滑动立方体的六个面两两与步骤12中的x、y、z方向垂直；
10、步骤14：滑动步骤13中的立方体，对于其覆盖的体积(qs)3内，寻找所有的离散位置，并将找到的离散位置组成的集合记为{q}，
11、步骤15：在步骤12中零件最小包围长方体覆盖的整个几何空间中，对步骤13中立方体在x、y、z三个方向上分别进行步长为m的遍历，按步骤14中的方法获得零件最小包围长方体对应的几何空间中力学性能插值点集合{u}，至此完成空间连续性插值。
12、进一步地，在所述步骤11中，离散取样位置尽可能覆盖零件最小包围长方体，不同位置取样点之间的距离d大于有限元仿真中对应位置的单元特征长度l；若力学性能通过实验手段获得，取样点平均距离为l的b倍。
13、进一步地，在所述步骤14中，滑动步骤13中的立方体后，立方体的中心处c的力学性能的计算公式为：
14、
15、其中，pc为立方体的中心处c的力学性能，r为中心c点与点t的直线距离，a的值为1或2，pt为t点处的力学性能，t为步骤14中集合q中的任一点。
16、进一步地，所述步骤2包括：
17、步骤21：针对待处理零件所在的指定文件，分析其中的*elemment关键字，获得编号为h的任意单元的组成结点nw，并基于结点nw得到单元h的力学性能；
18、步骤22：情形一：步骤21获得的力学性能为表达式的参数，任意单元的力学属性仅由一组独有的模型参数描述；表达式的参数指的是一个力学性能对应的材料模型中的参数；情形二：步骤21获得的力学性能为点对组成的曲线，则计算所有单元的曲线的平均线并令其为参考曲线，通过变换算法将参考曲线变换为每一个单元独有的新曲线，变换过程需要变换参数；所有单元的力学属性由一条共用参考曲线及每个单元独有的变换参数共同描述；将情形一的模型参数或情形二的变换参数写入到扩展名为*.k(或*.key)文件。
19、进一步地，在所述步骤21中，获取单元的力学性能的方法为：
20、对编号为h的单元，设其所有组成结点nw的编号为w，w为正整数，且所有结点nw组成的集合为{v}，对集合{v}中每一个元素，在步骤15中建立的集合{u}中寻找刚好将其包围的8个点对应的元素，并设8个点对应的元素组成的集合为{u1}，采用公式(2)，对{v}中所有元素计算其力学性能，最终将计算得到的所有力学性能取平均值并将其作为单元h的力学性能；
21、
22、其中，为结点nw的力学性能，v为单元h的组成结点的集合；
23、或者是，
24、计算单元h所有结点nw坐标的平均值，并以平均值对应的坐标，按照公式(2)进行计算，获得单元h的力学性能。
25、进一步地，所述步骤3包括：
26、步骤31：初始化时，将写有模型参数或变换参数的指定文件读取到内存空间ω中；
27、步骤32：任意编号为h的单元在步骤31中获取到相应的模型参数或变换参数后，将计算分布式力学响应即每个单元独有的力学响应；力学性能呈现空间分布性。
28、进一步地，所述步骤31包括：
29、对于每个待处理零件中的每个单元，针对单元编号，在内存空间ω内，寻找指定文件中的所有模型参数或变换参数，并存于lsdyna二次开发用户子程序指定的历史变量中，而后释放掉该内存空间ω；后续不再访问该指定文件，而是从lsdyna的历史变量中获取模型参数或变换参数。
30、进一步地，所述步骤32包括：
31、fk(p,α)→fk(pk,α),k∈{k}
32、其中，fk为任意编号为k的单元的力学性能响应，p为所有单元共用的构建该力学性能响应的参数；pk为编号为k的单元中构建该力学性能响应的独有参数；α为该力学性能响应的自变量，k为组成一个零件的所有单元编号的集合。
33、进一步地，写入模型参数或变换参数的指定文件包括识别关键词和数据部分；数据部分中的数据按照行和列进行存储，多行为一组，每组数据的列包括单元编号、待处理零件的编号以及模型参数或变换参数。
34、由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术能够同时准确预测零件服役仿真输出的力学响应以及应变云图。
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1.一种基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，在所述步骤11中，离散取样位置尽可能覆盖零件最小包围长方体，不同位置取样点之间的距离d大于有限元仿真中对应位置的单元特征长度l；若力学性能通过实验手段获得，取样点平均距离为l的b倍。
4.根据权利要求2所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，在所述步骤14中，滑动步骤13中的立方体后，立方体的中心处c的力学性能的计算公式为：
5.根据权利要求2所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，所述步骤2包括：
6.根据权利要求5所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，在所述步骤21中，获取单元的力学性能的方法为：
8.根据权利要求7所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，所述步骤31包括：
9.根据权利要求7所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，所述步骤32包括：
10.根据权利要求5-9任一项所述的基于LSDYNA仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，写入模型参数或变换参数的指定文件包括识别关键词和数据部分；数据部分中的数据按照行和列进行存储，多行为一组，每组数据的列包括单元编号、待处理零件的编号以及模型参数或变换参数。
...【技术特征摘要】
1.一种基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，在所述步骤11中，离散取样位置尽可能覆盖零件最小包围长方体，不同位置取样点之间的距离d大于有限元仿真中对应位置的单元特征长度l；若力学性能通过实验手段获得，取样点平均距离为l的b倍。
4.根据权利要求2所述的基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，在所述步骤14中，滑动步骤13中的立方体后，立方体的中心处c的力学性能的计算公式为：
5.根据权利要求2所述的基于lsdyna仿真位置依赖力学性能铸铝零件碰撞服役的方法，其特征在于，所述步骤2包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，赵岩，黄荣亚，姜子涵，梁宾，刘应波，王腾腾，
申请(专利权)人：重庆数元道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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