[发明专利]基于有限元分析的焊缝连接模拟方法

权利要求书

1.一种基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，所述方法包括下列步骤：

（A1）确定实际的焊缝的尺寸并根据实际的焊缝的尺寸确定用于所述焊缝的热影响区域以及焊核区域的网格的大小以及厚度；和

（A2）基于所确定的用于所述焊缝的热影响区域以及焊核区域的网格的大小以及厚度对所述焊缝进行有限元建模；

基于如下方式确定用于所述焊缝的热影响区域以及焊核区域的网格的大小：（1）热影响区域的单元尺寸为：a_L = L2、 b_L = L2、d_L =L2其中，a_L是厚度为t1的板材模拟热影响区网格a长度尺寸；b_L, d_L是厚度为t2的板材模拟热影响区网格b,d长度尺寸，L2是实际焊缝在厚度为t2的板材上连接的宽度尺寸；（2) 焊核区域的单元尺寸为：c_L = L2/2 其中，c_L是厚度为t2板材的模拟焊核区网格的长度尺寸，L2是实际焊缝在厚度为t2的板材上连接的宽度尺寸。

2.根据权利要求1所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，所述步骤（A2）进一步包括：

（B1）根据所确定的用于所述焊缝的热影响区域的网格将邻近所述焊缝的第一排单元构建成热影响区域模型；

（B2）根据所确定的用于所述焊缝的焊核区域的网格将焊缝位置以及搭接部分处的单元构建成焊核区域模型。

3.根据权利要求2所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，所述步骤（B1）进一步包括：根据所确定的用于所述焊缝的热影响区域的网格的大小切割热影响区域几何模型。

4.根据权利要求2所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，所述步骤（B2）进一步包括：根据所确定的用于所述焊缝的焊核区域的网格的大小切割焊核区域几何模型。

5.根据权利要求2所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，所述步骤（A2）进一步包括：抽取焊缝区域的内边缘几何中面以划分网格；调整和优化所划分的内边缘网格，以致所述热影响区域和所述焊核区域的网格节点能够一一对应；根据设计要求为所述热影响区域和所述焊核区域赋予材料属性，并将所确定的用于所述焊缝的热影响区域以及焊核区域的网格的厚度尺寸分别赋予所述热影响区域和所述焊核区域。

6.根据权利要求5所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，所述步骤（A2）进一步包括：将所述热影响区域和所述焊核区域中的对应的网格节点用二维壳单元一一连接，以模拟两个部件之间的焊缝连接。

7.根据权利要求1所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，所述方法进一步包括：将通过步骤(A1)-(A2)建立的基于有限元的焊缝连接模型应用于汽车整体结构有限元分析模型中。

8. 根据权利要求1所述的基于有限元分析的焊缝连接模拟方法，其特征在于，基于如下方式确定用于所述焊缝的热影响区域以及焊核区域的网格的厚度：1）热影响区域的单元厚度为：a_T = t1+(L1/2)、b_T = t2+(L2/2)、d_T = t2+(L1/2)，其中，a_T是厚度为t1的板材模拟热影响区网格a厚度尺寸;b_T, d_T是厚度为t2的板材模拟热影响区网格b,d厚度尺寸,t1,t2是板材厚度； L1是实际焊缝在厚度为t1的板材上连接的宽度尺寸；L2是实际焊缝在厚度为t2的板材上连接的宽度尺寸；（2）焊核区域的单元厚度为：c_T = t2+L2，其中，c_T是厚度为t2板材的模拟焊核区网格c的厚度；t2是板材厚度；L2是实际焊缝在厚度为t2的板材上连接的宽度。