一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法，包括以下步骤S1：创建螺栓虚拟网格模型，S2：生成预紧梁单元，对螺栓施加轴向预紧力，S3：生成表征螺栓力学性能的梁单元，S4：读取碰撞工况下，螺栓的历史载荷输出曲线，根据螺栓失效准则，将结果与许用安全载荷进行对比，并判断螺栓是否有断裂风险，S5：对有断裂风险的螺栓添加失效参数，模拟碰撞后螺栓断裂的虚拟仿真情况。本方法创建的螺栓虚拟网格模型的仿真程度高，能有效评价在碰撞工况下螺栓是否断裂的问题，同时还能模拟螺栓断裂后从安装孔脱出的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法
本专利技术属于汽车虚拟性能研发
，具体涉及一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法。
技术介绍
中国保险汽车安全指数(简称C-IASI)测试评价体系作为车型定价的最重要因子，从消费者立场出发，从汽车保险视角，围绕车险事故中“车损”、“人伤”，开展耐撞性与维修经济性、车内乘员安全、车外行人安全、车辆辅助安全四项指数的测试评价。碰撞试验作为中国保险汽车安全指数车内乘员安全指数的一个试验工况，用于考察在碰撞的事故中由于仅有小部分车身参与碰撞。在发生碰撞事故时，通常为保护乘员安全而设计的主要受力构件纵梁完全不能或者很少能够起作用，从未导致大多数车体纵梁或者副车架无法有效参与变形吸能，使得大部分车型被撞击侧的底盘零件会发生大变形失效和断裂。其中螺栓作为广泛应用的可拆卸紧固件，在车辆底盘等关键部位装配时经常被使用，车辆被碰撞时关键部位选用的螺栓也会发生断裂，因此螺栓的选择对车辆安全性能起着至关重要的作用。在实际工程中，对于关键部位选用的螺栓会进行强度的校核和选型，但是在车辆开发阶段或者车辆评估阶段，需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法，其特征是，包括以下步骤：/nS1：创建螺栓虚拟网格模型，在有限元前处理软件中，根据输入螺栓的几何外轮廓尺寸参数，批量创建成对螺杆和螺母的螺栓虚拟网格模型，并对该螺栓虚拟网格模型赋予刚体材料；/nS2：生成预紧梁单元，对螺栓施加轴向预紧力，在有限元前处理软件的LS-DYNA模块中采用ELFORM＝9号梁单元将该梁单元两端节点与S1中创建的螺栓网格模型端面中心节点连接，再通过对ELFORM＝9号梁单元使用关键字*Intial Axial Force Beam对螺栓盘头施加轴向预紧力，最后通过关键字*Define Element Death Beam S...

【技术特征摘要】
1.一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：创建螺栓虚拟网格模型，在有限元前处理软件中，根据输入螺栓的几何外轮廓尺寸参数，批量创建成对螺杆和螺母的螺栓虚拟网格模型，并对该螺栓虚拟网格模型赋予刚体材料；
S2：生成预紧梁单元，对螺栓施加轴向预紧力，在有限元前处理软件的LS-DYNA模块中采用ELFORM＝9号梁单元将该梁单元两端节点与S1中创建的螺栓网格模型端面中心节点连接，再通过对ELFORM＝9号梁单元使用关键字*IntialAxialForceBeam对螺栓盘头施加轴向预紧力，最后通过关键字*DefineElementDeathBeamSet删除预紧梁单元；
S3：生成表征螺栓力学性能的梁单元，将S1中创建的螺栓网格模型向内偏移生成螺栓网格偏移模型，再采用ELFORM＝1号梁单元将该梁单元两端节点与螺栓偏移网格模型端面中心节点连接，最后使用关键字*TiedShellEdgetoSurfaceBeamOffset将螺栓偏移网格模型与螺栓虚拟网格模型连接；
S4：读取碰撞工况下，螺栓的历史载荷输出曲线，根据螺栓失效准则，将结果与许用安全载荷进行对比，并判断螺栓是否有断裂风险；
S5：对有断裂风险的螺栓添加失效参数，模拟碰撞后螺栓断裂的虚拟仿真情况。


2.按照权利要求1所述的一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法，其特征在于：所述步骤S1中螺栓的几何外轮廓尺寸参数包括定参数和变参数，变参数包括螺栓盘头直径(φA)、螺栓压边大小(XA)、螺栓的螺杆长度(LA)、螺帽直径(φB)、螺帽压边大小(XB)和螺帽的螺杆长度(LB)，定参数包括螺栓的公称直径和螺栓盘头厚度。


3.按照权利要求2所述的一种评判碰撞工况下螺栓断裂的虚拟仿真方法，其特征在于：所述步骤S1中几何外廓尺寸参数中螺栓的螺杆长度(LA)小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何恩泽，赵清江，刘明，史爱民，郝海舟，郭怡晖，张健，
申请(专利权)人：中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50