[发明专利]有限元分析中冲压损伤的加载方法

权利要求书

1.一种有限元分析中冲压损伤的加载方法，其特征在于，包括：

绘制材料成型极限图，绘制形成零部件的材料的成型极限图；

零部件冲压成型仿真分析，使用冲压成型仿真软件，以多步成型法对零部件进行冲压成型仿真，将仿真分析的结果与材料的成型极限图结合，获得包含冲压成型应变的成型极限图；

计算零部件冲压近似损伤，基于包含冲压成型应变的成型极限图，以比例加载假设法计算获得零部件的冲压近似损伤；

获得冲压损伤修正函数；

使用冲压损伤修正函数对零部件的冲压近似损伤进行修正，获得零部件的冲压真实损伤；

将冲压损伤映射进入有限元模型，将零部件的冲压真实损伤映射进入有限元模型中对应的零部件单元上；

其中，计算零部件冲压近似损伤的步骤中，假设材料在冲压成型过程中受到的载荷符合比例加载，体现在包含冲压成型应变的成型极限图中为一条过原点的直线，随着成型过程中载荷的增加，该直线会与FLD曲线相交，在交点处出现破坏，根据比例加载假设法，使用目前应变状态与应变极限分别相对原点的距离的比值来估算损伤的大小：

其中，D_apr为冲压近似损伤值，ε_c为冲压完成后的目前应变状态，ε_lim为材料出现破坏的应变极限；

其中，获得冲压损伤修正函数的步骤包括：

使用所述材料制作实体试验样件；

对实体试验样件进行破坏试验获得试验失效载荷F_st；

建立试验样件的有限元模型；

对试验样件的有限元模型进行冲压成型仿真分析并计算试验样件的冲压近似损伤F_sc；

比较试验失效载荷F_st和冲压近似损伤F_sc，如果两者误差满足误差阈值则输出冲压真实损伤F_sr，如果两者误差不满足误差阈值则进行冲压损伤调整后再次计算冲压近似损伤，直至两者误差满足误差阈值则输出冲压真实损伤F_sr；

对冲压近似损伤F_sc和压真实损伤F_sr进行线性拟合，得到拟合函数，所述拟合函数为冲压损伤修正函数。

2.如权利要求1所述的有限元分析中冲压损伤的加载方法，其特征在于，绘制材料成型极限图的步骤中，根据零部件的形状和尺寸确定材料的厚度，然后根据《JB4409.8-88“薄钢板成型极限图(FLD)试验方法”》计算并绘制该厚度下所述材料的成型极限图。

3.如权利要求2所述的有限元分析中冲压损伤的加载方法，其特征在于，零部件冲压成型仿真分析的步骤中，使用的冲压成型仿真软件是Autoform，对零部件进行冲压成型仿真的过程包括：

几何准备及网格处理；

生成压料面及工艺补充面；

确定冲压参数；

设置材料特性；

冲压仿真计算以获得零部件的应变；

将零部件的应变绘制到材料成型极限图中获得包含冲压成型应变的成型极限图。

4.如权利要求1所述的有限元分析中冲压损伤的加载方法，其特征在于，制作多个实体试验样件，根据不同的成型变形程度，折弯角度分为15°、30°、45°、60°、75°和90°，且在多个厚度下分别进行破坏试验。

5.如权利要求1所述的有限元分析中冲压损伤的加载方法，其特征在于，对于每一弯折角度、每一厚度的实体试验样件，进行至少5次破坏试验，计算多次破坏试验的试验失效载荷的平均值作为试验失效载荷F_st。

6.如权利要求1所述的有限元分析中冲压损伤的加载方法，其特征在于，将冲压损伤映射进入有限元模型的步骤中，对于有限元软件Pam-crash，映射过程为：将零部件的冲压真实损伤写入“M01”文件，然后通过Pam-crash的“import”功能来导入仿真模型，并根据零部件的坐标位置将该冲压真实损伤映射至相应的有限元单元上。