一种可视化的汽车涂层抗石击性能高效率仿真评价方法技术

本发明专利技术提供了一种可视化的汽车涂层抗石击性能高效率仿真评价方法。所述方法以不同冲击速度和冲击角度下的单颗粒冲击涂层样本的仿真结果作为基础，构建涂层破坏面积二维插值函数和涂层破坏等级判定表，计算得到汽车涂层抗石击性能标准试验中颗粒的冲击位置、冲击速度与冲击角度，计算出各颗粒的冲击破坏面积，利用涂层破坏等级表得到各颗粒的冲击破坏等级，并通过后处理软件将各颗粒的冲击位置、破坏面积和破坏等级统一表征在涂层样本上，实现可视化条件下的汽车涂层损伤全貌评价，与标准试验中的耐石击性能图进行比较，得出汽车涂层的整体损伤参数。本发明专利技术既消除了试验重复性差的缺陷，又解决了标准试验全过程仿真的困难。又解决了标准试验全过程仿真的困难。又解决了标准试验全过程仿真的困难。

【技术实现步骤摘要】
一种可视化的汽车涂层抗石击性能高效率仿真评价方法


[0001]本专利技术涉及汽车涂层抗石击性能的仿真评价领域，具体涉及一种可视化的汽车涂层抗石击性能高效率仿真评价方法。

技术介绍

[0002]汽车涂层的抗石击性能一直是汽车外饰涂层技术要求中的重要部分，目前对汽车涂层抗石击性能的测试主要是以试验为主。现有的汽车涂层抗石击性能标准试验试行标准主要分为两大体系：德国DIN体系和美国SAE体系，国内尚未颁布专门的试验标准，各大汽车公司往往选择国外的两套试验标准体系进行抗石击性能测试。但是试验方法成本高、重复性差，因此各大汽车公司一直在寻找一种更为高效可行的汽车涂层抗石击性能评价方法(王纳新,张馨月,杜屹峰.汽车车身涂层抗石击性试验及评价方法[J].汽车工艺与材料,2012(03):1
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5.)。
[0003]随着计算机技术的迅猛发展，数值仿真技术越来越受到汽车研发工作者的青睐。目前尚没有相关的仿真方法应用于汽车涂层的抗石击性能的研究，其主要原因是在汽车涂层抗石击性能的标准试验中，大量颗粒在高压气体的驱动下冲击涂层样本，试验时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可视化的汽车涂层抗石击性能的高效率仿真评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立某一质量的单个颗粒法向冲击涂层样本的有限元模型进行仿真，获得涂层的破坏面积与涂层的破坏等级，将仿真结果与试验现象进行对标，验证该仿真模型的有效性；S2、将颗粒的冲击速度与冲击角度进行梯度划分，分别进行不同速度和不同角度的冲击破坏仿真，获得多组冲击速度和冲击角度下的涂层破坏面积与涂层破坏等级；S3、以多组单颗粒冲击破坏仿真结果作为离散数据点，冲击速度与冲击角度作为自变量构建以涂层破坏面积为因变量的二维插值函数以及涂层破坏等级判定表；S4、使用流体与颗粒耦合计算方法获得汽车涂层抗石击性能标准试验中各颗粒的冲击点位置、冲击速度与冲击角度；S5、将步骤S4中获得的各颗粒的冲击速度与冲击角度依次带入步骤S3中的涂层破坏面积函数与涂层破坏等级判定表，获得各颗粒的涂层破坏面积与涂层破坏等级；S6、将步骤S4中获得的各颗粒的冲击位置与步骤S5中获得的各颗粒的涂层破坏面积与涂层破坏等级三者统一表征到涂层样本上，获得可视化的汽车涂层多颗粒仿真结果；S7、将步骤S6中得到的可视化的汽车涂层多颗粒仿真结果与汽车涂层抗石击性能标准试验中的耐石击性能图直接进行比较，实现可视化条件下的对汽车涂层损伤全貌的分析与评估。2.根据权利要求1所述的一种可视化的汽车涂层抗石击性能的高效率仿真评价方法，其特征在于，步骤S1中，单颗粒法向冲击涂层样本时，利用结构和载荷的对称性建立四分之一法向冲击有限元模型，通过有限元仿真得到涂层的破坏面积与涂层的破坏等级，并与试验结果进行对标，仿真结果与试验结果的涂层破坏等级一致且涂层破坏面积误差不超过10％，判定有限元模型具备有效性；若涂层破坏等级不一致或涂层破坏面积误差超过10％，则调整有限元模型的涂层材料和参数，重新进行有限元仿真，与试验结果对标，直至有限元模型具备有效性。3.根据权利要求1所述的一种可视化的汽车涂层抗石击性能的高效率仿真评价方法，其特征在于，步骤S2中，单颗粒倾斜冲击涂层样本时，根据结构与载荷的对称性建立二分之一倾斜冲击有限元模型，保持有限元模型的涂层材料和参数不变，进行有限元仿真得到倾斜冲击下的涂层破坏面积与涂层破坏等级。4.根据权利要求1所述的一种可视化的汽车涂层抗石击性能的高效率仿真评价方法，其特征在于，步骤S2中，在设定的速度范围内，对冲击速度进行梯度划分，使用四分之一法向冲击模型分别进行不同冲击速度的法向...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧孟炎，杨红，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：