[发明专利]点焊部的断裂分析方法、装置、程序以及计算机能够读取的记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及用于在汽车的碰撞仿真等中分析点焊部的断裂的方法、装置、程序以及计算机能够读取的记录介质。

背景技术

近年来，在汽车行业中，能够降低碰撞时对乘客的伤害的车体结构的开发成为紧急的课题。这种碰撞安全性佳的车体结构能够通过如下方式实现：用客厢部以外的结构部件吸收碰撞时的冲击能量，使客厢部的变形为最小限度来确保生存空间。即，通过结构部件吸收冲击能量是重要的。

吸收汽车的正面全接触碰撞（フルラップ衝突）或偏置碰撞（フセット衝突）的冲击能量的主要结构部件是前纵梁。前纵梁在通过冲压成型等部件成型后，通过点焊使部件截面封闭化（閉断面化）。通常，通过使此前纵梁纵弯曲来吸收冲击能量。为了提高冲击能量的吸收，使纵弯曲形态稳定化并且不在中途弯折或断裂是重要的。

关于部件的点焊，为了使纵弯曲稳定化，在不对点焊间隔、焊点直径、焊接条件进行最优化时，存在如下问题：纵弯曲时发生自焊接点起的断裂，未达到稳定的纵弯曲形态，从而冲击能量的吸收降低。

以往，为了解决这种问题，改变点焊间隔并试作部件，实施纵弯曲试验，研究不在焊接点断裂而稳定地纵弯曲的条件。

但是，在此方法中，需要针对每台汽车甚至每个部件进行试作并实施试验等的反复试验。因此，存在要花费制作成本并且设计也需要时间的问题。

关于点焊部的断裂临界的估算方法，以往提出了各种提案，例如，在日本特开2005-148053号公报（下述专利文献1）中，记载了如下方法：通过具有点焊部的试验片的剪切拉伸试验或者十字形拉伸试验，预先求出焊点直径d与上述试验片宽度之比与应力集中系数α的关系，以具有任意拉伸强度的材料为对象，估算剪切拉伸试验以及十字形拉伸试验的断裂临界负荷，由此估算新的试验条件或者实际部件下的点焊部的断裂临界负荷的方法。

另外，在日本特开2005-315854号公报（下述专利文献2）中，记载了如下方法：进行具有点焊部的凸缘拉伸试验（フランジ引張試験），根据对点焊部的端部施加上的弯矩M、以及根据试验材的板厚、板宽、强度特性在理论上求出的全塑性力矩Mp，预先求出力矩效率γ，根据此力矩效率γ以及与具有任意的板厚、板宽、强度特性的材料相对应的全塑性力矩Mp′，估算由凸缘拉伸试验引起的点焊部的断裂临界力矩。

另外，在日本特开2005-326401号公报（下述专利文献3）中，记载了如下方法：基于在点焊接头上的十字式拉伸试验及/或剪切式拉伸试验，根据材料强度、板厚、点焊的焊点直径、接头的板宽以及拉伸试验的接头的旋转角中的全部或者任一个，计算出十字式拉伸及/或剪切式拉伸中的点焊部的断裂强度参数，存储上述每个钢种的断裂强度参数，将该存储的断裂强度参数导入到通过有限元法对点焊周围的变形进行模型化的断裂预测公式中，来判断点焊部断裂。

另外，在日本特开2007-304005号公报（下述专利文献4）中，记载了如下方法：基于在点焊接头上的十字式拉伸试验及/或剪切式拉伸试验，将板厚、点焊的焊点直径、母材部分的材料强度以及断裂伸长量的一部分或者全部，和，接头的焊接间隔以及与上述焊接间隔正交的接头长度中的任一方或者双方输入计算机，计算机根据那些输入的数据计算出十字式拉伸及/或剪切式拉伸中的点焊部的断裂变形参数，将每种钢的断裂变形参数存入参数存储单元，将参数存储单元中存储的断裂变形参数导入到通过有限元法对点焊周围的变形进行模型化的破坏预测公式，来判断点焊部破坏，由此在计算机上的有限元法分析中，进行例如汽车部件的点焊部的断裂预测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-148053号公报

专利文献2：日本特开2005-315854号公报

专利文献3：日本特开2005-326401号公报

专利文献4：日本特开2007-304005号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，无论在任一个专利文献中，都未求出在达到焊接部的最大容许负荷值之后产生完全的断裂为止的容许负荷值。另外，不能应对由在点焊部起作用的张力导致断裂的负荷式断裂（以下也称为负荷式母材塞焊断裂：荷重型母材·プラグ破断）、由对点焊部的端部施加的弯矩导致断裂的力矩式断裂（以下也称为力矩式母材塞焊断裂：モーメント型母材·プラグ破断）以及由在点焊部起作用的剪切力导致断裂的焊点内断裂。

本发明是鉴于如前所述的现有技术的问题点来做出的，其目的在于，实现能够求出在达到焊接部的最大容许负荷值之后发生完全的断裂为止的容许负荷值。

用于解决问题的手段