【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料连接性能分析，涉及一种自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法。
技术介绍
1、自冲铆接技术在汽车、航空等工业领域广泛应用于异种材料的连接。然而，不同连接方案下，材料自身的特性和厚度导致了工艺上的不确定。工程上的普遍做法是针对不同材料组合形式依据经验进行连接；然后，测量截面特征参数数值；最后，基于前一步的工艺结果进行料片的连接和测试。
2、由于自冲铆接工艺在成型和性能测试方面相互独立，导致流程繁琐、成本高、效率低。因此，亟需一种集成化的方法来同时实现接头的成型和性能测试。
3、通过计算机数值模拟的方法一直是行业内关注的重点，该领域的学者在接头成形阶段进行了数值模拟，针对既成型的自冲铆接接头（即通过金相剖面视图测量几何参数，逆向建模）进行性能测试仿真的研究，但将接头成型与力学性能测试模型进行耦合，开发集成模型进行高效模拟，从而替代工艺优化及料片测试环节的工作尚未见到。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提供一种能够集成自冲铆接接头成型与力学性能测试的有限元建模方法，旨在起到替代成形和力学性能测试试验并提高自冲铆接接头性能预测的准确性和效率，从力学性能响应的角度溯源工艺参数带来的影响；解决了现有模拟方法中由于成型和测试相互独立，造成的残余应力数值丢失导致仿真精度下降的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，包括以
3、s1、金相剖面测试；
4、s2、对自冲铆接成形过程进行仿真，设置动力学分析步1，搭建自冲铆接成形过程三维模型；
5、s3、对既变形的三维模型进行保留；
6、s4、对既变形的三维模型进行顺序分析步设置，增加动力学分析步2，通过有限元顺序分析的方法，将自冲铆接接头成形后的几何参数保留，作为后续力学性能测试模型的几何输入，同时将自冲铆接接头成形后的残余应力映射到力学性能测试模型中，作为力学测试模型的输入；
7、s5、接头力学性能测试条件设置；
8、s6、设置参考点，输出自冲铆接接头力位移曲线；
9、s7、根据步骤s2-s5提供的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成模型，对模型进行数值计算得到接头成形后的截面参数和剪切性能测试的力位移曲线。
10、作为上述技术方案的进一步描述：在步骤s1中，根据上层板为铝合金或高强钢，下层板为铝合金或镁合金的形式进行连接组合，制作料片级自冲铆接接头，同时将接头沿子午截面剖开，获得所需的铆接工艺参数和铆钉铆模型号尺寸。
11、作为上述技术方案的进一步描述：在步骤s2中，针对步骤s1中的连接组合形式，分别就对应上板和下板建立100*40母材本体料片，根据s1中所获得的铆接工艺参数，设置动力学分析步1，搭建自冲铆接成形过程三维模型。
12、作为上述技术方案的进一步描述：对既变形的三维模型进行保留包括三维模型的几何参数，应力应变参数以及材料损伤状态的保留。
13、作为上述技术方案的进一步描述：对既变形的三维模型进行顺序分析步设置包括：在动力学分析步1的基础上，增加动力学分析步2，该分析步设置在分析步1之后。
14、作为上述技术方案的进一步描述：在分析步2中设置实际力学性能试验中所需的固定载荷和位移载荷，实现自冲铆接成形和力学性能测试的集成化。
15、作为上述技术方案的进一步描述：在步骤s5中，在分析步2中设置一字剪切载荷。
16、作为上述技术方案的进一步描述：一字剪切载荷设置为料片一端固定，另一端施加特定位移，位移量设置为大于5mm。
17、由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的有益效果是：
18、a:该专利技术解决了现有模拟方法中由于成型和测试相互独立，而造成力学测试模型的残余应力数值影响丢失的问题。
19、b：该专利技术提高了自冲铆接接头性能预测的准确性和效率，可从力学性能响应的角度溯源工艺参数带来的影响。
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1.自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
2.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，在步骤S1中，根据上层板为铝合金或高强钢，下层板为铝合金或镁合金的形式进行连接组合，制作料片级自冲铆接接头，同时将接头沿子午截面剖开，获得所需的铆接工艺参数和铆钉铆模型号尺寸。
3.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，在步骤S2中，针对步骤S1中的连接组合形式，分别就对应上板和下板建立100*40母材本体料片，根据S1中所获得的铆接工艺参数，设置动力学分析步1，搭建自冲铆接成形过程三维模型。
4.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，对既变形的三维模型进行保留包括三维模型的几何参数，应力应变参数以及材料损伤状态的保留。
5.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，对既变形的三维模型进行顺序分析步设置包括：在动力学分析步1的基
6.根据权利要求5所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，在分析步2中设置实际力学性能试验中所需的固定载荷和位移载荷，实现自冲铆接成形和力学性能测试的集成化。
7.根据权利要求5所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，在步骤S5中，在分析步2中设置一字剪切载荷。
8.根据权利要求5所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，一字剪切载荷设置为料片一端固定，另一端施加特定位移，位移量设置为大于5mm。
...【技术特征摘要】
1.自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
2.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，在步骤s1中，根据上层板为铝合金或高强钢，下层板为铝合金或镁合金的形式进行连接组合，制作料片级自冲铆接接头，同时将接头沿子午截面剖开，获得所需的铆接工艺参数和铆钉铆模型号尺寸。
3.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，在步骤s2中，针对步骤s1中的连接组合形式，分别就对应上板和下板建立100*40母材本体料片，根据s1中所获得的铆接工艺参数，设置动力学分析步1，搭建自冲铆接成形过程三维模型。
4.根据权利要求1所述的自冲铆接接头成形与力学性能测试集成的有限元建模方法，其特征在于，对既变形的三维模型进行保留...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐世伟，李昊，钟志华，鲁后国，祖似杰，芦勇，林祖庆，肖培杰，李建宇，李家旭，浩庆玺，
申请(专利权)人：湖南大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：
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