[发明专利]汽车用高强度钢材失效分析判定方法

说明书

本发明公开了一种汽车用高强度钢材撞击失效分析判定方法，包括步骤：S1、获取试验材料的弹塑性力学性能数据；S2、进行仿真分析；S3、根据仿真分析结果判定试验材料是否存在失效风险；S4、对试验材料进行试验，获得试验材料在不同应力状态下的断裂试验数据，根据断裂试验数据标定仿真参数，开展失效分析；S5、得出判定断裂结论；S6、优化车身结构；S7、进行整车试验。本发明的汽车用高强度钢材撞击失效分析判定方法，采用GISSMO应力三轴参数分析方法，可以同时反应体积和形状参数的变化，可以提升分析结果与实际工况一致性的判定，可以提高结果判定准确度。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，更具体地说，本发明涉及一种汽车用高强度钢材撞击失效分析判定方法。

背景技术

目前汽车行业轻量化设计技术日趋变革，从结构本身的拓扑优化设计到高强度钢材的普遍应用，该领域技术已突飞猛进。对新材料的应用需求，使得材料生产厂商的在高强度钢产品种类上研发作出了更多的投入。

高强度钢材较传统的钢材提供了更高的强度性能指数，但在其延展性上却弱于传统材料，在碰撞时极易发生断裂。传统的钢材结构在碰撞分析判定中，可以采用常规的单向拉伸试验的失效塑性应变同时结合失效准则，判定结构是否受到撞击断裂失效。汽车车身结构的主要材料涵盖两种：普通强度钢材，高强度钢材。在汽车材料学，通常将屈服强度≥600Mpa的钢材定义为高强度。因为汽车碰撞时的撞击力传导路径比较特殊，为横梁、吸能盒、纵梁、A柱后传递到车门横梁或底盘纵梁；因此车辆的A柱，B柱，车门横梁、车头横纵梁，这些重要的设计位置都需要进行严格的加强，使用的钢材强度多数应该在1000～1600Mpa之间。只有保证每个位置的钢材都足够强大，车辆在碰撞时才能保证安全，B柱的加强是为在侧面撞击时保证安全。

对于屈服强度达到1200Mpa及以上的高强度钢材，其失效形式的准确性需由更多的因子参与判定。仿真分析模型设定的工况与实际零件结构特征及其在碰撞过程中的应力应变场演变规律不相符，难以实现较高的仿真精度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种汽车用高强度钢材撞击失效分析判定方法，目的是提高结果判定准确度。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：汽车用高强度钢材撞击失效分析判定方法，包括步骤：

S1、获取试验材料的弹塑性力学性能数据；

S2、进行仿真分析；

S3、根据仿真分析结果判定试验材料是否存在失效风险；若存在，则执行步骤S4；若不存在，则执行步骤S7；

S4、对试验材料进行试验，获得试验材料在不同应力状态下的断裂试验数据，根据断裂试验数据标定仿真参数，开展失效分析；

S5、得出判定断裂结论；

S6、优化车身结构；

S7、进行整车试验。

所述步骤S1中，对试验材料进行准静态单向拉伸力学试验，获得试验材料的弹塑性力学性能数据。

所述步骤S1中，将试验材料应力三轴度试验参数拟合，为整车碰撞分析提供GISSMO材料参数模型。

所述步骤S2中，利用试验材料的应力应变曲线试验参数，代入碰撞理论分析模型，进行仿真分析。

所述步骤S4中，对试验材料进行剪切试验、准静态单向拉伸试验、两次缺口拉伸试验和穿孔试验。

所述两次缺口拉伸试验中，其中一次缺口拉伸试验时的缺口曲线是直径为5mm的圆弧，另一次缺口拉伸试验时的缺口曲线是直径为20mm的圆弧。

所述步骤S5中，设置失效应变率为7％-10％。