【技术实现步骤摘要】
本申请涉及缝焊，具体涉及一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车和储能等行业对轻量化的需求不断增加，铝及其合金因具有密度低、比强度高等优点，在动力和储能电池包箱体制造中得到大量应用，这使得适用于铝焊接的 mig/mag 焊（熔化极惰性气体保护焊 / 熔化极活性气体保护焊）受到重视，mig/mag 焊作为一种成熟的焊接技术，具有焊接效率高、熔透能力强、适用范围广、焊接质量较好、易于自动化等优点成为大规模铝合金焊接的极佳选择，能够满足铝电池包箱体焊接在质量、效率等方面的要求。电池包箱体的mig/mag缝焊接接头的强度对整个电池包的结构强度有重大影响，因此为了保证电池包箱体对包内电芯/模组在防尘防水和防振等方面的能力，就要保证箱体焊接接头的强度，就目前电池包箱体结构的接头形式而已，主要有对接、搭、角接和t形等接头形式，这些不同的接头形式是电池包箱体振动时的重点考察对象。
2、在电池包研发的前期，会有大量的有限元仿真工作用于辅助结构工程师设计开发出满足国标和各种使用场景的强度合格的电池包，就国标要求的随机振动疲劳而言，电池包箱体的总体强度主要取决于结构本身和焊接接头的连接强度，要精确的模拟出mig/mag缝焊接是否会在振动中失效/断裂是仿真工作的重点。现有的mig/mag焊接接头的有限元仿真模拟方法，主要有共节点法、刚性单元连接法、梁单元连接法以及实体单元建模法等，其中梁单元、刚性单元连接法具有应力不敏感和失真的特性，而共节点法、实体单元建模法虽然能够模拟出连接点的失效，但无法准确模拟出此类型焊接接头
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本申请提供了一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，适用多种不同牌号铝合金，以不同焊接形式进行mig/mag缝焊的有限元仿真方法，以解决现有铝电池包箱体缝焊cae仿真精度低的问题。
2、第一方面，本申请提出了基于铝基材缝焊的振动仿真方法，所述方法包括：
3、s1：根据焊接样品几何，划分网格；
4、s2：使用ansa平台中自带的定义连接功能创建缝焊连接线，在连接管理器界面将缝焊连接线通过选择laser-weld-shell类型生成一排壳单元网格作为焊核，并且自动修改被连接母材的网格节点使得母材与焊核是共节点连接；
5、s3：根据金相扫描结果，将s2生成的焊核单元单独显示，并显示其周围一圈网格，得到与焊核相连的母材中的2排网格，将所述母材中的2排网格通过赋予新属性的方式划为该条缝焊的热影响区；根据金相扫描结果，计算焊核厚度；
6、s4：根据所划分出的焊核，热影响区以及母材，建立mig/mag缝焊接模型。
7、在所述步骤s1之前还包括：
8、根据母材焊接时的温度变化，将焊丝原材料进行热处理，再将热处理后的焊丝制成拉伸样件进行拉伸实验，并通过拉伸机获得该材料热处理后的力学性能；
9、对不同牌号任意形状的母材按搭接、角接、t形及对接方式进行mig/mag缝焊接，通过金相显微镜获得其焊核厚度和热影响区范围。
10、其中，对于同一个零件上的所有缝焊，将其热影响区归为同一个属性；
11、给热影响区赋予的厚度同母材一致；
12、将热影响区强度降低至母材的60%。
13、根据金相扫描结果，计算焊核厚度，公式为：
14、h=(t1+t2)/2+c；
15、其中h为焊核厚度，t1为该缝焊连接母材1的厚度，t2为母材2的厚度，c为常数，取值范围可在0.5-1.5之间。
16、其中，根据仿真工况设置和结果读取形式，制定缝焊失效评判标准，具体为：
17、在ansa平台中对所述mig/mag缝焊接模型进行随机振动分析步设置，并导出求解文件交由服务器求解；
18、将求解后的结果文件用可后处理的模块或软件打开，读取rms mises 应力结果；
19、当焊缝的热影响区应力高于母材和焊核的应力时，采用3σ准则进行风险判断。
20、其中，所述rms mises 应力结果为：
21、将热影响区的rms应力值*3倍系数得到近似3σ的结果，并将此3σ应力与该材料的屈服强度*60%比较，若3*rms 应力值未超过屈服强度*60%，则判定为该条缝焊无开裂风险，反之有开裂风险。
22、第二方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被控制处理器执行时实现如第一方面中所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法。
23、与现有技术相比，本申请至少存在以下有益效果：
24、经过与实物电池包随机振动实验的校核，可发现本申请所述的基于铝基材缝焊的振动仿真方法模拟出电池包箱体有10条缝焊有开裂风险，而实际电池包缝焊开裂条数为11条，考虑到缝焊开裂导致的整包结构强度降低进而引发其他缝焊开裂的可能性，以及根据大量的不同电池包的振动对标结果，可得出本专利技术可以使得铝合金作为基材的mig/mag缝焊的仿真方法在随机振动工况中的准确率达90%的结论。可见，本申请能够快速、便捷地在有限元前处理软件中生成焊核网格，确定焊核的材料强度；能够批量化区分出热影响区范围并在cae模型中表征。
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1.一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，所述方法，还包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，所述方法，还包括：根据仿真工况设置和结果读取形式，制定缝焊失效评判标准，具体为：
7.根据权利要求6所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，所述方法，还包括：所述RMS Mises 应力结果为：
8.一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令被控制处理器执行时实现如权利要求1-8任一所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法。
【技术特征摘要】
1.一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，在所述步骤s1之前还包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，在所述步骤s1之前还包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种基于铝基材缝焊的振动仿真方法，其特征在于，所述方法，还包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘楠，郭庆明，姚银壮，陈栩，杨舟，吴炜雄，周宁，
申请(专利权)人：惠州市德赛智储科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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