[发明专利]一种搭接焊缝的仿真模拟方法

说明书

本发明涉及有限元分析技术领域，公开一种搭接焊缝的仿真模拟方法，包括：建立搭接焊缝的三维结构模型；对三维结构模型中的焊缝单元划分单层双排六面体网格；对三维结构模型中的第一连接件和第二连接件划分四边形面网格；对焊缝单元、第一连接件和第二连接件赋予材料和属性，其中，焊缝单元材料使用*MAT_SPOTWELD_DAMAGE_FAILURE关键字，OPT＝1，选用SIGAX和SIGTAU作为材料失效参数；在焊缝单元、第一连接件以及第二连接件之间设置接触，以获得搭接焊缝的有限元仿真模型。本发明提供的搭接焊缝的仿真模拟方法，能够保证搭接焊缝的模拟精度，减少模拟时间和计算消耗，适合整车级别的碰撞仿真分析。

技术领域

本发明涉及有限元分析技术领域，尤其涉及一种搭接焊缝的仿真模拟方法。

背景技术

搭接焊缝的质量对整车的碰撞性能具有重要影响。在现有技术中，通常采用有限元仿真方法模拟搭接焊缝，但是，现有的有限元仿真方法对搭接焊缝的模拟精度较低，为了提高搭接焊缝的模拟精度通常需要增加网格数量，而网格数量的增加必然会导致模拟时间和计算消耗的大大增加，不适合整车级别的碰撞仿真分析。

因此，亟需一种新型的搭接焊缝的仿真模拟方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搭接焊缝的仿真模拟方法，不仅能够保证搭接焊缝的模拟精度，而且能够减少模拟时间和计算消耗，适合整车级别的碰撞仿真分析。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种搭接焊缝的仿真模拟方法，包括：

S1.建立搭接焊缝的三维结构模型，所述三维结构模型包括焊缝单元、第一连接件和第二连接件，所述焊缝单元的第一侧面与所述第一连接件贴合，所述焊缝单元的第二侧面与所述第二连接件贴合；

S2.对所述焊缝单元划分单层双排六面体网格，且相邻两个所述六面体网格之间共用节点；

S3.对所述第一连接件和所述第二连接件划分四边形面网格，其中所述第一连接件与所述焊缝单元搭接位置处的四边形面网格的节点位置与所述焊缝单元第一侧面上网格的节点位置重合但不共用节点，所述第二连接件与所述焊缝单元搭接位置处的四边形面网格的节点位置与所述焊缝单元第二侧面上网格的节点位置重合但不共用节点；

S4.利用LS-DYNA软件对所述焊缝单元、所述第一连接件和所述第二连接件赋予材料和属性，其中，所述焊缝单元材料使用*MAT_SPOTWELD_DAMAGE_FAILURE关键字，OPT＝1，选用SIGAX和SIGTAU作为材料失效参数；

S5.在所述焊缝单元与所述第一连接件之间以及所述焊缝单元与所述第二连接件之间设置接触，使所述焊缝单元、所述第一连接件和所述第二连接件之间形成固定连接，以获得所述搭接焊缝的有限元仿真模型。

作为所述搭接焊缝的仿真模拟方法的优选方案，在步骤S2中，所述焊缝单元上六面体网格的长度相等。

作为所述搭接焊缝的仿真模拟方法的优选方案，在步骤S2中，所述焊缝单元上六面体网格的厚度等于所述第一连接件与所述第二连接件的厚度之和的一半。

作为所述搭接焊缝的仿真模拟方法的优选方案，在步骤S2中，所述第一连接件的厚度为0.7-3.5mm；和/或所述第二连接件的厚度为0.7-3.5mm。

作为所述搭接焊缝的仿真模拟方法的优选方案，在步骤S2中，所述六面体网格的长度为2-4mm；和/或所述六面体网格的宽度为2-4mm；和/或所述六面体网格的厚度为0.7-3.5mm。

作为所述搭接焊缝的仿真模拟方法的优选方案，在步骤S3和步骤S4之间，还包括：调节所述第一连接件和/或所述第二连接件上的四边形面网格，使所述第一连接件和所述第二连接件上的四边形面网格与所述六面体网格贴合但无初始干涉。