[发明专利]一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法有效

专利信息
申请号: 202010388800.0 申请日: 2020-05-09
公开(公告)号: CN111680358B 公开(公告)日: 2022-12-27
发明(设计)人: 芦强强;朱学武;姚宙;娄方明 申请(专利权)人: 中国第一汽车股份有限公司
主分类号: G06F30/15 分类号: G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14
代理公司: 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 代理人: 刘程程
地址: 130011 吉林省长*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 汽车 铝合金 零部件 碰撞 仿真 模拟 方法
【权利要求书】:

1.一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法,其特征在于:

所述碰撞仿真模拟方法具体步骤如下:

S1:进行铝合金型材样片级材料试验,以获得包括不同试验力状态下的试验力-位移曲线及不同应力状态下材料的失效应变在内的材料数据;

步骤S1中,所述试验包括:静态0°拉伸、动态0°拉伸、静态45°拉伸、静态90°拉伸、圆孔拉伸、缺口拉伸、剪切试验、穿孔试验以及成型极限试验;

通过所述试验获得的试验力-位移曲线包含以下部分:

包括:静态0°拉伸静态力-位移曲线、静态45°拉伸静态力-位移曲线和静态90°拉伸静态力-位移曲线在内的静态力-位移曲线;

包括:动态0°拉伸动态力-位移曲线在内的动态力-位移曲线;

通过所述试验获得的不同应力状态下材料的失效应变包括:分别在圆孔拉伸、缺口拉伸、剪切试验和穿孔试验下,不同应力状态下材料的失效应变;

S2:结合步骤S1试验获得的材料数据,应用LS-DYNA有限元分析软件,建立铝合金型材的MAT*_36号材料卡和MAT*_ADD_EROSION材料卡,并确定材料卡需要标定的参数;

步骤S2中,MAT*_36号材料卡中需要标定的参数包括:密度、弹性模量、泊松比、应变率-应力应变曲线和塑性应变比;

MAT*_ADD_EROSION材料卡中需要标定的参数包括:正向断裂极限曲线、剪切断裂极限曲线、成型极限曲线和损伤演化参数;

S3:建立材料试验仿真模型,开展包括非失效部分和失效部分在内的材料试验标定;

S4:开展铝合金型材零部件落锤冲击试验,将步骤S3中获得的标定后的材料卡带入铝合金型材零部件落锤冲击仿真模型中,通过零部件试验标定,确认最终铝合金型材零部件碰撞仿真模型。

2.如权利要求1所述一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法,其特征在于:

所述静态0°拉伸、静态45°拉伸以及静态90°拉伸试验通过多功能拉伸实验机实现;

所述动态0°拉伸试验通过高速拉伸试验机实现;

所述圆孔拉伸、缺口拉伸、剪切试验、穿孔试验以及成型极限试验通过多功能拉伸实验机与DIC应变分析系统实现。

3.如权利要求1所述一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法,其特征在于:

所述密度和泊松比通过查询手册获得;

所述弹性模量和塑性应变比通过步骤S1获得的静态力-位移曲线获得;

所述应变率-应力应变曲线通过步骤S1获得的静态力-位移曲线和动态力-位移曲线获得;

所述正向断裂极限曲线、剪切断裂极限曲线和成型极限曲线,通过步骤S1获得的在不同应力状态下材料的失效应变拟合得到;

所述损伤演化参数通过经验赋值。

4.如权利要求1所述一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法,其特征在于:

所述步骤S3中,建立材料试验仿真模型,通过单元节点顺序定义材料试验仿真模型的型材轧制方向,将步骤S2中建立的铝合金型材材料卡片带入材料试验仿真模型,并调整铝合金型材材料卡片中的参数,直至仿真与试验力-位移曲线COR拟合度达到90%以上。

5.如权利要求4所述一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法,其特征在于:

所述非失效部分标定过程为:调整MAT*_36号材料卡中包括不同应变率-应力应变曲线和塑性应变比在内的参数,直至包括静态0°拉伸、动态0°拉伸、静态45°拉伸和静态90°在内的四个非失效试验工况的仿真与相应的试验力-位移曲线COR拟合度均达到90%以上,以实现对MAT*_36号材料卡的材料试验标定。

6.如权利要求4所述一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法,其特征在于:

所述失效部分标定过程为:调整MAT*_ADD_EROSION材料卡中包括正向断裂极限曲线、剪切断裂极限曲线和损伤演化参数在内的参数,直至包括圆孔拉伸、缺口拉伸、剪切试验和穿孔试验在内的四个失效试验工况的仿真与相应的试验力-位移曲线COR拟合度均达到90%以上,以实现对MAT*_ADD_EROSION材料卡的材料试验标定。

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