【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有限元判定，尤其涉及一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法。
技术介绍
1、在汽车零部件冲压成形过程中，经常会采用翻孔工序将各种形状的孔制成与板料呈垂直角度，以此来满足零部件的使用功能要求，然而，由于翻孔过程中板料会经历径向、切向、弯曲等复杂变形模式，材料在翻孔过程中很容易出现不同程度的微裂纹，这会导致翻孔后的零件刚度不足，如果采用具有翻孔裂纹的零件与其他零件进行装配，会严重降低零部件之间的装配稳定性，无法满足零件的服役要求。因此，开发一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法非常重要。
2、目前，行业内现有的技术手段经常是通过某一固定孔径为基准，在翻孔模具上对材料进行固定孔径的翻孔，以此来预测材料所有不同孔径的翻孔特性。实际上，这种方法只能预测固定孔径特征的翻孔变形，对于不同于固定孔径特征产生的翻孔裂纹的预测误差较大，无法满足工程实际及科研工作需求。
3、公开号为cn111898220a的中国专利公开了一种翻孔开裂预判断方法、存储介质和电子设备，包括：读取产品3d图中的结构模型；定义产品3d图中用于翻孔的凹孔的开口朝向为竖直方向，并获取工程师在3d图上所选中的凹孔及所输入的材料抗拉强度σ、翻孔后孔内直径d、料厚t0、翻孔内半径r；根据材料抗拉强度σ、翻孔后孔内直径d、料厚t0、翻孔内半径r计算最大翻孔直身高度h，并根据所述凹孔的直身高度与所述最大翻孔直身高度h之间的比对结果，来预判所述凹孔翻孔后的开裂风险；但该专利是针对单个翻孔特征进行开裂判断，整个过程需要进行大量的积分运算才能得到所需的翻孔高度h，这个
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法，能够有效地预测不同孔径特征的翻孔裂纹，克服了采用传统固定孔径方法只能预测固定孔径翻孔变形特性的技术难题，大幅提升零部件的翻孔裂纹预测精度。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法，包括以下步骤：
4、s1、根据目标零件特征确定需要进行翻孔的数量、翻孔弯角半径、翻孔直径及翻孔高度；
5、s2、按照翻孔弯角半径最小＞翻孔直径最小＞翻边高度最大的优先级顺序，对根据步骤s1确定的所有翻孔进行筛选，确定满足上述优先级顺序筛选条件的翻孔，按照该筛孔的特征建立有限元翻孔工艺模型；
6、s3、将材料的单向拉伸应力应变曲线输入到有限元模型中定义为材料属性，利用有限元软件开展翻孔仿真试验；
7、s4、将仿真试验中出现翻孔裂纹的中性层受力最大单元应力值与输入的应力应变曲线中的最大应力进行对比并修正，若仿真试验中最大应力单元小于材料自身的最大应力，则将材料的应力曲线上整体应力提升，若仿真试验中最大应力单元大于材料自身的最大应力，则将材料的应力曲线上整体应力降低；
8、s5、将修正后的应力应变曲线定义为新的材料属性，继续开展翻孔仿真试验，然后重复步骤s4，直到仿真试验结果中受力最大单元的应力值与输入的原始应力应变曲线中的最大应力相等；
9、s6、此时输入的修正后的应力应变曲线在仿真分析中能够有效描述材料本身的力学行为，预测出材料的翻孔变形特性及翻孔裂纹，同时也满足零件其它孔径的使用要求。
10、进一步的，所述步骤s4中将材料的应力曲线上整体应力提升具体包括：若仿真试验中最大应力单元小于材料自身最大应力，计算两者的最大应力差值占比x＝(材料最大应力-仿真最大应力)/材料最大应力×100％，则将材料曲线中的应力整体提升x/10。
11、进一步的，所述步骤s4中将材料的应力曲线上整体应力降低具体包括：若仿真试验中最大应力单元大于材料自身的最大应力，计算两者的最大应力差值占比y＝(仿真最大应力-材料最大应力)/材料最大应力×100％，则将材料曲线中的应力整体降低y/10。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
13、本专利技术以翻孔工艺中材料变形机理为基础，将材料的翻孔变形特性与翻孔特征参数相关联，通过翻孔工艺微观变形机制巧妙地结合有限元分析方法准确有效地预测不同孔径特征材料的翻孔裂纹，可以覆盖整个零件上的所有翻孔特征进行预测，克服了采用传统固定孔径方法只能预测固定孔径翻孔变形特性的技术难题，将有限元曲线与实际试验曲线的结果进行对比和优化，大幅提升零部件的翻孔裂纹预测精度，保证了实际翻孔结果的预测精度，提升了工作效率并减少模具制造成本，非常适用于预测具有多种不同孔径特征零件的场合，广泛满足了工程实际及科研工作的应用要求。
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1.一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法，其特征在于，所述步骤S4中将材料的应力曲线上整体应力提升具体包括：若仿真试验中最大应力单元小于材料自身最大应力，计算两者的最大应力差值占比X＝(材料最大应力-仿真最大应力)/材料最大应力×100％，则将材料曲线中的应力整体提升X/10。
3.根据权利要求2所述的预测翻孔裂纹的有限元判定方法，其特征在于，所述步骤S4中将材料的应力曲线上整体应力降低具体包括：若仿真试验中最大应力单元大于材料自身的最大应力，计算两者的最大应力差值占比Y＝(仿真最大应力-材料最大应力)/材料最大应力×100％，则将材料曲线中的应力整体降低Y/10。
【技术特征摘要】
1.一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预测翻孔裂纹的有限元判定方法，其特征在于，所述步骤s4中将材料的应力曲线上整体应力提升具体包括：若仿真试验中最大应力单元小于材料自身最大应力，计算两者的最大应力差值占比x＝(材料最大应力-仿真最大应力)/材料最大应力×100％，则将材...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐鑫，梁笑，李春林，刘仁东，李萧彤，郝志强，吕冬，芦延鹏，丁庶炜，王姝，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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