[发明专利]点焊连接及其失效的数值模拟方法

权利要求书

1.一种点焊连接及其失效的数值模拟方法，其特征是使用体网格和壳网格分别建立了由焊核区和热影响区组成的焊点有限元模型，其建立的具体步骤为：   

（1）焊核区由一层或者多层网格组成，且每层包含四个体网格，其俯视边界是八边形；焊核区直径根据焊核实际直径或焊接工艺平均直径确定；焊核区上、下表面边界分别称之为焊核区上表边界a1和焊核区下表边界a2, 在焊核区上表边界a1上的八个节点按逆时针编号分别是4、15、16、17、18、19、20、8；

（2）在确定焊核区网格之后，在焊核区上、下表面所在的平面内分别构建两个四边形的焊点模型上表边界b1和焊点模型下表边界b2，并使焊点模型上、下边界所围四边形几何中心分别与焊核区上、下表面几何中心偏离不超过6.0mm；焊点模型边界大小由焊接边宽度决定；分别对焊点模型上表边界b1和焊点模型下表边界b2每条边上布置三个共八个节点，在焊点模型上表边界b1上按逆时针布置的八个节点编号分别是1、9、10、11、12、13、14、5；    

（3）根据确定的焊核区上表边界a1和焊核区下表边界a2上的节点和焊点模型上表边界b1和焊点模型下表边界b2上的节点，焊点模型上表面四边形网格生成方法和区域定义方法是：取焊核区上表边界a1上相邻的两个节点4和8，和与该两节点分别相对应的焊点模型上表边界b1上相邻的两个节点1和5，将上述四个节点按逆时针依次连接节点1－4－8－5，生成一个四边形网格，按照相同方法，连接两边界上相对应的其它节点，共生成八个四边形网格，并将与在焊核区上表面以节点重合的方式覆盖的一层壳网格一起定义为焊点模型的上热影响区；焊点模型下表面四边形网格生成方法和定义方法与焊点模型上表面一致。

2.  根据权利要求1所述的点焊连接及其失效的数值模拟方法，其特征在于焊核区每层网格，由呈现对称状布置的四个体网格组成，体网格在高度方向垂直其上、下表面所在平面，且其俯视边界是等边正八边形；并使焊点模型上、下边界所围四边形几何中心分别与焊核区上、下表面几何中心重合，同时，焊点模型边界每条边上布置的节点落在焊核区上、下表面边界上的对边和对角节点的连线上；焊点模型边界为正方形。

3.根据权利要求2所述的点焊连接及其失效的数值模拟方法，其特征在于所述的焊点模型上表面四边形网格生成方法和区域定义方法为：在焊点模型上表边界b1与焊核区上表面边界a1上，在相对应的两个节点1和4之间布置一个节点2，在相对应的两个节点5和8之间布置一个节点6，按同样的布置方法，共新增八个节点，将新增节点依次首尾连接形成中间网格上表边界c1；将中间网格上表边界c1上相邻的两个节点2和6，分别与焊核区上表面边界a1上相对应的两个节点4和8、与焊点模型上表边界b1上相对应的两个节点1和5,按逆时针分别依次连接四个节点2-4-8-6和2-6-5-1,形成两个四边形网格，按照相同的方法连接边界上对应的其它节点，共生成十六个四边形网格；将与焊核区上表面边界a1相连的一圈网格和在焊核区上表面以节点重合的方式覆盖的一层壳网格一起定义为焊点模型的上热影响区，将热影响区外围的一圈网格定义为焊点模型的上母材区。

4. 根据权利要求2所述的点焊连接及其失效的数值模拟方法，其特征在于所述的焊点模型上表面四边形网格生成方法和区域定义方法为：在焊点模型上表边界b1和焊核区上表边界a1上，在相对应的两个节点1和4之间布置两个节点2和3，在两个相对应节点5和8之间布置两个节点6和7，按同样的布置方法，共新增十六个节点，将靠近焊核区上表边界a1的新增节点依次首尾连接形成中间网格上表边界d1，将靠近焊点模型上表边界b1的新增节点依次首尾连接形成中间网格上表边界e1；将中间网格上表边界d1上相邻的两个节点3和7与焊核区上表边界a1上相对应的两个节点4和8、中间网格上表边界e1上相邻的两个节点2和6与焊点模型上表边界b1上相对应的两个节点1和5、中间网格上表边界d1上相邻的两个节点3和7与中间网格上表边界e1上相邻的两个节点2和6，按逆时针分别依次连接四个节点3-4-8-7、1-2-6-5和2-3-7-6，生成三个四边形网格，按照相同的方法连接边界上其它相对应的节点，共生成二十四个四边形网格；将与焊核区上表边界a1相连的一圈网格和在焊核区上表面以节点重合的方式覆盖的一层壳网格一起定义为焊点模型的上热影响区，将热影响区外围的两圈网格定义为焊点模型的上母材区。