一种车辆柔性连接的精准建模方法技术

本发明专利技术涉及一种车辆柔性连接的精准建模方法，包含两大部分，一是部件级试验，通过试验获取该柔性连接的力学性能和失效参数；二是仿真模型搭建与试验标定，保证仿真结果与试验结果的一致性。本发明专利技术车辆柔性连接的精准建模方法的部件级试验方法简单可靠、通用性强，工程可实现性强，仿真模拟方法精确度高；本方法所使用的参数均从部件级试验、整车级试验和仿真模拟中获得，数据来源准确，标定方法可实施性高，可实现对不同汽车柔性连接的模拟，而且可以准确模拟其力学性能和失效特性，获得整车碰撞中该部件准确的变形模式，从而有利于提高整车结构耐撞性仿真精度，尤其是中低速碰撞仿真的精度。的精度。的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆柔性连接的精准建模方法


[0001]本专利技术属于汽车安全
，具体涉及一种车辆柔性连接的精准仿真建模方法。

技术介绍

[0002]在整车开发中，柔性连接是一些关键部件常用到的连接方法。柔性连接建模的精度，直接影响到整车结构耐撞性开发分析，尤其是中低速碰撞仿真分析结果的准确性。
[0003]现有技术公开了一种汽车零部件激光焊连接的CAE仿真模拟方法，包括以下步骤：步骤一，样片级接头力学性能试验，通过搭接、角接两种工况的样片试验，获得激光焊接头的力学特性参数；步骤二，激光焊接头详细模型建立及标定，应用LS
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DYNA软件建立实体单元详细模型，并调整模型参数；步骤三，激光焊接头简化模型的建立及标定，应用LS
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DYNA软件提取实体单元详细模型的参数，从而建立壳单元简化模型，并调整模型参数。该仿真模拟方法能够提高钢铝混合车身激光焊接头CAE仿真的计算稳定性和准确性，准确模拟激光焊接头的力学性能不均匀性。
[0004]现有技术还公开了一种汽车铝合金型材零部件的碰撞仿真模拟方法，包括：进行铝合金型材样片级材料试验，以获得包括不同试验力状态下的试验力
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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；结合试验获得的材料数据，应用LS
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DYNA有限元分析软件，建立铝合金型材的*MAT_036号材料卡和*MAT_ADD_EROSION材料卡，并确定材料卡需要标定的参数；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；开展铝合金型材零部件落锤冲击试验，将标定后的材料卡带入铝合金型材零部件落锤冲击仿真模型中，通过零部件试验标定，确认最终铝合金型材零部件碰撞仿真模型。本专利技术所述方法能够实现对汽车碰撞工况的铝合金型材零部件变形及失效的准确仿真模拟。
[0005]现有技术还公开了一种基于CAE碰撞仿真的汽车零部件损伤评定方法及装置，属于汽车碰撞零部件定损领域，为了解决损伤等级确定的问题，建立汽车零部件损坏修复与更换标准库，对零部件的应力、应变极限值划定出不同的等级，并建立与其相对应的损失等级库，所述的损失等级库,根据匹配的等级范围内的所有的损伤CAE单元格面积所占该零部件面积的比例而建立；建立的汽车零部件损坏修复与更换标准库中，零部件的应力、应变极限值被划定出不同的等级，并将步骤S6中的受损零部件的应力极限值、应变极限值与该等级匹配,并计算该等级范围内的所有的损伤CAE单元格面积。
[0006]在现有建模方法中，柔性连接往往采用简易刚性连接模拟法、壳单元
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体单元
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壳单元共节点模拟法等。上述方法无法模拟柔性连接的失效性能，且很难对其力学性能进行准确模拟，仿真与试验结果相差较大，不利于整车结构耐撞性开发。因此，亟需一种准确反映柔性连接失效和力学性能的仿真建模方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就在于提供一种简单便捷、工程应用精度高，普适性强的汽车部件的柔性连接碰撞仿真模拟方法，以解决准确反映柔性连接失效和力学性能的问题。提高柔性连接仿真精度，从而提高整车结构耐撞性开发准确性。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种车辆柔性连接的精准建模方法，包括以下步骤：
[0010]A、试验方案设计，确定研究对象；
[0011]B、部件级试验：对特定部件进行3次拉伸试验，获得该柔性连接的原始力
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位移曲线及断裂失效信息；
[0012]C、仿真CAE模型搭建与试验标定：采用BEAM单元模拟柔性连接，通过反复调整BEAM单元参数、仿真结果与试验结果对比，得到力学性能与试验更吻合的模型；
[0013]D、仿真模型进行整车碰撞仿真；
[0014]E、重复步骤B
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D；
[0015]F、保存模型参数，用于后续模型搭建参考。
[0016]进一步地，步骤C，具体包括以下步骤：
[0017]C1、利用LS
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DYNA软件中的*MAT_196号材料卡片，搭建含BEAM单元的部件试验仿真模型；
[0018]C2、将轴向拉伸试验获得的力
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位移曲线导入仿真模型；
[0019]C3、从压缩试验中提取K值和失效位移CDF/TDF；
[0020]C4、进行仿真计算，获得仿真中力
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位移曲线和失效参数；
[0021]C5、对比仿真结果与试验结果，调整BEAM单元参数，通过迭代计算，使仿真中力
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位移曲线、失效状态等与试验相同。
[0022]进一步地，步骤B，所述原始力
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位移曲线及断裂失效信息由电子万能试验机获得。
[0023]进一步地，步骤C1，所述仿真模型中BEAM单元位置和长度参考实际状态，BEAM单元位置与两部件重合区域中心吻合，BEAM单元长度与橡胶衬套长度相同。
[0024]进一步地，步骤C1，在LS
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DYNA中材料类型选用关键字模拟该连接关系*MAT_GENERAL_SPRING_DISCRETE_BEAM。
[0025]更进一步地，步骤C1，所述卡片中，K为BEAM单元在该自由度方向的刚度系数；CDF和TDF分别为BEAM单元在该自由度下的压缩和拉伸失效位移；FLCD为BEAM单元在拉伸状态下力
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位移曲线特性。
[0026]进一步地，步骤C2，FLCD项可直接引用试验后的力
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位移曲线。
[0027]进一步地，步骤C3，通过调整刚度系数K和失效系数CDF/TDF，修正仿真结果。
[0028]进一步地，步骤C5，调整BEAM单元参数的具体步骤为：根据试验与仿真标定结果对各个参数进行调整和修正，直至得到满足精度要求的BEAM单元参数。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]1、本专利技术车辆柔性连接的精准建模方法，利用LS
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DYNA软件中的MAT196号材料卡片，采用BEAM单元对柔性连接进行定义，不仅能准确反映碰撞中柔性连接的力学性能，而且可以精确模拟柔性连接的断裂失效特性，从而提高碰撞中模型的仿真精度；
[0031]2、本专利技术中部件级试验方法简单可靠、通用性强，工程可实现性强，试验结果可满
足碰撞仿真需求，且模型搭建及标定方法和试验数据融合度高，仿真模拟方法精确度高；
[0032]3、本方法所使用的参数均从部件级试验、整车级试验和仿真模拟中获得，数据来源准确，标定方法可实施性高，通过调整BEAM单元材料卡片参数，可以实现对不同汽车柔性连接的模拟，而且可以准确模拟其力学性能和失效特性，获得整车碰撞中该部件准确的变形模式，从而有利于提高整车结构耐撞性仿真精度，尤其是中低速碰撞仿真的精度。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆柔性连接的精准建模方法，其特征在于，包括以下步骤：A、试验方案设计，确定研究对象；B、部件级试验：对特定部件进行3次拉伸试验，获得该柔性连接的原始力
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位移曲线及断裂失效信息；C、仿真CAE模型搭建与试验标定：采用BEAM单元模拟柔性连接，通过反复调整BEAM单元参数、仿真结果与试验结果对比，得到力学性能与试验更吻合的模型；D、仿真模型进行整车碰撞仿真；E、重复步骤B
‑
D；F、保存模型参数，用于后续模型搭建参考。2.根据权利要求1所述的一种车辆柔性连接的精准建模方法，其特征在于，步骤C，具体包括以下步骤：C1、利用LS
‑
DYNA软件中的*MAT_196号材料卡片，搭建含BEAM单元的部件试验仿真模型；C2、将轴向拉伸试验获得的力
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位移曲线导入仿真模型；C3、从压缩试验中提取K值和失效位移CDF/TDF；C4、进行仿真计算，获得仿真中力
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位移曲线和失效参数；C5、对比仿真结果与试验结果，调整BEAM单元参数，通过迭代计算，使仿真中力
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位移曲线、失效状态等与试验相同。3.根据权利要求1所述的一种车辆柔性连接的精准建模方法，其特征在于：步骤B，所述原始力
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位移曲线及断裂失效信息由电子万能试验机获得。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆光，刘月杰，赵彦超，王小龙，毕思刚，王建勋，陈哲，
申请(专利权)人：一汽奔腾轿车有限公司，
类型：发明
国别省市：