[发明专利]一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法

权利要求书

1.一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：分别确定设置胶粘剂和轻质薄板的材料特性；

步骤2：基于确定设置的胶粘剂和轻质薄板的材料特性，建立胶粘剂-轻质薄板的几何模型；

步骤3：采用不同方法分别对胶粘剂-轻质薄板的几何模型中的胶粘剂和轻质薄板进行模拟，并建立得到SPH-FEM的流固耦合模型；

步骤4：在边界和载荷约束条件下，进行含胶粘剂的轻质薄板滚合工艺仿真和质量预测，并得到对应结果；

所述的步骤3具体包括：采用无网格光滑粒子法SPH来模拟胶粘剂的本构材料模型和密度参数，有限元法FEM模拟轻质材料的内板和外板的本构材料模型和密度参数，并结合建立得到SPH-FEM的流固耦合模型；

所述的步骤3中的SPH-FEM的流固耦合模型通过界面接触算法来实现，所述的接触算法通过设置SPH粒子为主体，FEM有限元节点为从体来实现，所述SPH粒子与所述FEM有限元节点之间通过点-面接触力作用来实现力的耦合传递；

所述的步骤4中的边界和载荷约束条件为滚边压合工艺中工艺参数，所述的工艺参数包括滚轮的滚动速度，翻边高度、翻边半径、胶层厚度、翻边路径。

2.根据权利要求1所述的一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法，其特征在于，所述的步骤1中的胶粘剂的材料特性包括胶粘剂的流变模型和密度，所述胶粘剂的流变模型通过旋转粘度计来测量流变参数并进一步测定胶粘剂的剪切速率和动力粘度之间的关系曲线拟合来确定设置，所述胶粘剂的密度采用重量杯法进行测量来确定设置。

3.根据权利要求1所述的一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法，其特征在于，所述的步骤1中的轻质薄板的材料特性包括轻质薄板的密度和本构模型，所述轻质薄板的本构模型通过材料拉伸机以相对于轧制方向，从0°，45°和90°三个方向测定薄板材料的应力和应变之间的关系来确定设置。

4.根据权利要求1所述的一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法，其特征在于，所述的步骤2中的胶粘剂-轻质薄板的几何模型包括轻质材料的内板、胶粘剂、轻质材料的外板和滚合工艺部件，所述的滚合工艺部件包括滚轮、夹具和支撑胎膜，所述的步骤2中还包括：基于建立的胶粘剂-轻质薄板的几何模型并根据实际研究的尺寸参数，在常见建模软件中完成绘制，然后导入显示动力学仿真分析软件中。

5.根据权利要求1所述的一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法，其特征在于，所述的无网格光滑粒子法SPH中采用蛙跳格式求解Navier-stokes方程，所述的有限元法FEM中采用差分格式求解显示动力学方程。

6.根据权利要求1所述的一种轻质薄板含胶滚合成型耦合建模及其质量预测方法，其特征在于，所述的步骤4中的仿真过程根据实际的工艺步骤，通过软件分步计算仿真完成，所述的步骤4中的质量预测包括影响滚压结构装配间隙和面差指标和影响涂胶质量的指标，其中，所述影响滚压结构装配间隙和面差指标包括缩进涨出、回弹、波浪起皱、褶皱、弹塑性应变，所述影响涂胶质量的指标包括缺胶和溢胶。