本发明专利技术公开了一种ACM焊点模型的建立方法、装置及存储介质，通过脚本或程序指令自动完成目标焊点的检测与删除，结合设定的焊核直径确定焊核细化网格的尺寸大小，获取非重合焊点的建模信息及对应的有限元模型，依据焊核细化网格和非重合焊点的建模信息完成连接件细化区域的自动定位与网格自适应更新，遍历所有待更新目标焊点，完成焊点连接件网格的细化与新的ACM焊点的批量自动生成，其能够保证ACM焊点模型精度，提高建模效率。提高建模效率。提高建模效率。
【技术实现步骤摘要】
一种ACM焊点模型的建立方法、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及整车有限元分析领域，具体涉及ACM焊点模型的建立方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]在整车有限元建模及分析过程中涉及多种连接方式，包括焊点、焊缝、螺栓、粘胶、弹簧等。对于钣金件、薄壁件，工程中通常使用焊点进行部件之间的连接，焊点为几块钣金在焊枪处通电产生高温，使原钣金母材熔融生成。对于整车车身结构，其涉及上千个焊点连接，焊点的合理建模对整车结构力学、结构动力学(如疲劳耐久、NVH、刚度强度)的分析效率、求解精度具有重要影响。
[0003]有限元分析中，通常将焊点按照不同分析目的(对局部应力的重视度)分类简化处理。整车有限元分析中常用的焊点建模方式主要有以下几类：
[0004]1)RBE2焊点，使用刚性单元模拟部件之间焊点的连接。通过点对点方式传递载荷。该方法简单高效，节约计算资源。通常用于研究模型整体性能，对焊点的局部载荷、应力的分析精度较差。
[0005]2)SPIDER焊点，由于RBE2单元传递力的方式较集中，可以通过选取焊点周围的节点用来分散传递载荷，该种形式称为SPIDER单元，生成的刚性单元主节点在焊点中心，其余节点为从节点。该方式较于RBE2单元能缓解应力集中情况。
[0006]3)CWELD焊点，通过单元和单元连接的连接方式，在焊点位置直接创建CWELD单元，无须选择焊点附近的节点，这种连接方式，能够实现载荷传递，CWELD的建模方式通常用于航空领域。
[0007]4)ACM焊点，通过六面体单元和RBE3单元连接的连接方式，因其对网格结构的适应性好，常用于模拟汽车领域，钣金部件之间的连接。通过六面体单元与钣金件的接触面传递载荷，这种连接方式，载荷传递较准确。
[0008]在疲劳耐久分析领域，主要使用ACM焊点建模方式。ACM全名为AREA CONTACT METHOD，通过六面体单元和RBE3单元连接的焊点模拟方式。以焊点坐标创建六面体单元，以六面体单元节点为主点，搜寻节点附近节点创建RBE3单元。
[0009]ACM焊点载荷传递方式：载荷通过RBE3单元扩散到连接的多个节点上，载荷的扩散方向和大小根据RBE3的权重系数决定。由于ACM是区域接触，可以直接实现面与面的焊接，用六面体单元模拟焊核，该焊点的刚度强弱也是由中间的HEXA单元的材料属性定义来决定的，相较于RBE2焊点、SPIDER焊点、CWELD焊点与实际情况比较吻合。
[0010]ACM焊点不足：文献研究及工程实践发现，RBE3单元抓取的网格大小对焊点损伤有明显影响；RBE3单元抓取的上下网格的偏置对焊点损伤有明显影响。因此，连接区域网格的几何形状与尺寸大小对于焊点的疲劳损伤有较大影响。目前商业软件(如Hypermesh)并不存在直接创建细化焊点附近网格尺寸的功能，将焊点连接钣金位置的网格细化到指定几何与指定尺寸需要繁复的手工操作完成。通常白车身模型存在4000颗以上焊点，手动细化网
格不仅效率极低，而且难以保证网格几何、尺寸的一致性，反复人工操作还将导致模型出错率的增加。
[0011]因此，在涉及数千个焊点连接的整车有限元分析中，合理的焊点网格细化与自动生成方法，是提高整车有限元模型精准度与建模效率的重要手段，有利于缩短整车有限元分析时间进而提高整车性能研发效率。
技术实现思路
[0012]本专利技术的目的是提供一种ACM焊点模型的建立方法、装置及存储介质，其能够保证ACM焊点模型精度，提高建模效率。
[0013]本专利技术所述的ACM焊点模型的建立方法，通过脚本或程序指令自动完成目标焊点的检测与删除，结合设定的焊核直径确定焊核细化网格的尺寸大小，获取非重合焊点的建模信息及对应的有限元模型，依据焊核细化网格和非重合焊点的建模信息完成连接件细化区域的自动定位与网格自适应更新，遍历所有待更新目标焊点，完成焊点连接件网格的细化与新的ACM焊点的批量自动生成，具体通过脚本或程序指令执行如下步骤：
[0014]步骤一，设定焊核直径，确定焊核细化网格的坐标系Oxy、形状及大小；
[0015]步骤二，获取产品有限元模型的第k个非重合焊点的建模信息，基于建模信息计算得到第k个非重合焊点的几何中心坐标C和方向向量S；
[0016]步骤三，由解析几何方法得到经过焊点的几何中心坐标C、且方向向量为S的直线，将所述直线与第j个连接件的交点记为P
j
，所述连接件为通过第k个非重合焊点连接的若干个构件；
[0017]步骤四，以交点P
j
作为坐标原点构建第j个连接件细化区域局部坐标系P
j
xy，坐标系P
j
xy的x轴方向为第j个连接件上距离交点P
j
最近的四边形网格单元E
m
的第一条边，坐标系P
j
xy的y轴方向垂直于x轴方向且指向E
m
的第三条边；
[0018]步骤五，将步骤一确定的焊核细化网格几何投影到第j个连接件上，坐标系Oxy与坐标系P
j
xy方向一致，基于焊核细化网格对第j个连接件的细化区域进行网格重新划分；
[0019]步骤六，重复步骤四和步骤五，完成第k个非重合焊点的所有连接件的细化区域网格重新划分；
[0020]步骤七，以连接件上网格重新划分的区域作为第k个非重合焊点的连接件区域，以给定的焊核直径及焊点中各个焊核的中心坐标建立各个焊核，采用RBE3单元连接各个焊核和与焊核对应的连接件区域，完成第k个非重合焊点模型的建立；
[0021]步骤八，重复步骤二至步骤七，直至完成产品有限元模型中所有非重合焊点模型的建立。
[0022]进一步，所述步骤一中的焊核细化网格包括十二个节点，十二个节点分为三组，每组节点的连线构成一个正方形，三个正方形由外至内依次嵌套且三个正方形的边相互平行；
[0023]三个正方形的中点重合且以三个正方形的中点作为坐标系Oxy的原点，坐标系Oxy的x轴和y轴分别平行于最内层正方形相邻的两条边；
[0024]三个正方形中最内层正方形的边长a为0.64
×
d
w
，中间层正方形的边长b为1.05
×
d
w
，最外层正方形的边长c为2.12
×
d
w
，d
w
为焊核直径。
[0025]进一步，所述步骤二中非重合焊点的判断具体为：获取产品有限元模型中的目标焊点的几何中心坐标，通过目标焊点的几何中心坐标计算得到各目标焊点之间的距离，若两个目标焊点距离d≤焊点距离的最小容差de，则判定两个目标焊点重合，删除一个目标焊点，以另一个目标焊点作为非重合焊点；若两个目标焊点距离d＞焊点距离的最小容差de，则判定两个目标焊点非重合，保留两个目标焊点作为非重合焊点。
[0026]进一步，所述步骤二中非重合焊点的建模信息包括焊核个数、各个焊核的几本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种ACM焊点模型的建立方法，其特征在于，通过脚本或程序指令执行如下步骤：步骤一，设定焊核直径，确定焊核细化网格的坐标系Oxy、形状及大小；步骤二，获取产品有限元模型的第k个非重合焊点的建模信息，基于建模信息计算得到第k个非重合焊点的几何中心坐标C和方向向量S；步骤三，由解析几何方法得到经过焊点的几何中心坐标C、且方向向量为S的直线，将所述直线与第j个连接件的交点记为P
j
，所述连接件为通过第k个非重合焊点连接的若干个构件；步骤四，以交点P
j
作为坐标原点构建第j个连接件细化区域局部坐标系P
j
xy，坐标系P
j
xy的x轴方向为第j个连接件上距离交点P
j
最近的四边形网格单元E
m
的第一条边，坐标系P
j
xy的y轴方向垂直于x轴方向且指向E
m
的第三条边；步骤五，将步骤一确定的焊核细化网格几何投影到第j个连接件上，坐标系Oxy与坐标系P
j
xy方向一致，基于焊核细化网格对第j个连接件的细化区域进行网格重新划分；步骤六，重复步骤四和步骤五，完成第k个非重合焊点的所有连接件的细化区域网格重新划分；步骤七，以连接件上网格重新划分的区域作为第k个非重合焊点的连接件区域，以给定的焊核直径及焊点中各个焊核的中心坐标建立各个焊核，采用RBE3单元连接各个焊核和与焊核对应的连接件区域，完成第k个非重合焊点模型的建立；步骤八，重复步骤二至步骤七，直至完成产品有限元模型中所有非重合焊点模型的建立。2.根据权利要求1所述的ACM焊点模型的建立方法，其特征在于，所述步骤一中的焊核细化网格包括十二个节点，十二个节点分为三组，每组节点的连线构成一个正方形，三个正方形由外至内依次嵌套且三个正方形的边相互平行；三个正方形的中点重合且以三个正方形的中点作为坐标系Oxy的原点，坐标系Oxy的x轴和y轴分别平行于最内层正方形相邻的两条边；三个正方形中最内层正方形的边长a为0.64
×
d
w
，中间层正方形的边长b为1.05
×
d
w
，最外层正方形的边长c为2.12
×
d
w
，d
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为焊核直径。3.根据权利要求1或2所述的ACM焊点模型的建立方法，其特征在于，所述步骤二中非重合焊点的判断具体为：获取产品有限元模型中的目标焊点的几何中心坐标，通过目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈树霖，缪增华，刘先应，金添，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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