[发明专利]一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法

权利要求书

1.一种汽车泡沫塑料材料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：进行泡沫塑料材料样片级材料试验，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：静态拉伸、动态拉伸、静态压缩、动态压缩、静态缺口压缩以及静态缺口剪切试验；

在所述静态拉伸试验过程中，获得静态拉伸应力应变曲线、拉伸弹性模量、静态拉伸力位移曲线、失效体积应变、失效剪切应变和最大等效塑性应变；

在所述动态拉伸试验过程中，获得动态拉伸力位移曲线和最大等效塑性应变；

在所述静态压缩试验过程中，获得静态压缩应力应变曲线、静态压缩卸载应力应变曲线和静态压缩力位移曲线；

在所述动态压缩试验过程中，获得动态压缩应力应变曲线、不同应变率对应的压缩加载应力应变曲线和动态压缩力位移曲线；

在所述缺口压缩试验过程中，获得缺口压缩力位移曲线、失效体积应变和最大等效塑性应变；

在所述缺口剪切试验过程中，获得缺口剪切力位移曲线、获得失效剪切应变和最大等效塑性应变；

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，建立泡沫塑料的MAT*_083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*_083材料卡中需要标定的参数包括：密度、拉伸弹性模量、泊松比、压缩卸载应力应变曲线和不同应变率的压缩加载应力应变曲线；

MAT*_ADD_EROSION材料卡中需要标定的参数包括：失效剪切应变、失效体积应变、最大等效塑性应变以及失效应变单元尺寸效应参数；

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：开展泡沫塑料高速冲击试验，将步骤S3中获得的标定后的材料卡代入泡沫塑料高速冲击仿真模型中，通过泡沫塑料试验标定，确认最终泡沫塑料高速冲击试验仿真模型。

2.如权利要求1所述一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法，其特征在于：

步骤S3中，建立不同应变率对应的泡沫塑料材料静态拉伸、动态拉伸、静态压缩、动态压缩、静态缺口压缩和缺口剪切试验的仿真模型，并将步骤S2中建立的泡沫塑料材料卡内数据代入相应的仿真模型，并调整泡沫塑料材料卡内相关参数，直至仿真与试验力位移曲线COR拟合度达到90％以上，实现泡沫塑料材料试验标定。

3.如权利要求2所述一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法，其特征在于：

步骤S3中，所述泡沫塑料材料试验标定依次包括：非失效部分标定和失效部分标定；

所述非失效部分标定依次包括：静态拉伸、静态压缩和动态压缩的标定；

所述失效部分标定依次包括：静态拉伸、静态缺口剪切、静态缺口压缩和动态拉伸的标定。

4.如权利要求3所述一种汽车泡沫塑料材料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如下：

首先，调整拉伸弹性模量，使静态拉伸仿真与静态拉伸试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上；

然后，调整静态压缩卸载应力应变曲线的缩放系数，使静态压缩仿真与静态压缩试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上；

最后，调整不同应变率的动态压缩加载应力应变曲线的缩放系数，使动态压缩仿真与动态压缩试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上。

5.如权利要求3或4所述一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法，其特征在于：

所述失效部分标定过程如下：

首先，调整失效体积应变、失效剪切应变和最大等效塑性应变，使静态拉伸仿真与静态拉伸试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上；

然后，调整失效剪切应变和最大等效塑性应变，使静态缺口剪切仿真与缺口剪切试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上；

接着，调整失效体积应变和最大等效塑性应变，使静态缺口压缩仿真与缺口压缩试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上；

最后，调整最大等效塑性应变，使动态拉伸仿真与动态拉伸试验的力位移曲线COR拟合度均达到90％以上。