[发明专利]一种汽车铆接强度快速仿真评价方法

说明书

本发明涉及一种汽车铆接强度快速仿真评价方法，包括以下步骤：建立有限元分析模型；铆接点模型处理；边界条件设置，设置分析工况；铆接点受力提取；公式评价，判断铆接点风险，若不合格进行结构优化。本发明汽车铆接强度快速仿真评价方法，以试验数据统计为基础，通过仿真分析得到铆接点在各个工况下所承受的轴向力和切向力，带入计算公式，获得铆接点的强度风险系数，进而对铆接的强度性能进行评价和控制；该方法可以避免现有技术建模复杂、计算周期长的问题，模型采用线性分析即可，避免了计算过程中的收敛性问题，同时也规避了分析结果对参数敏感的问题。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车铆接强度快速仿真评价方法。

背景技术

随着车身轻量化技术的发展，铸铝减震塔、铸铝后地板等铝件在车身上的应用逐渐增多，现阶段铸铝件与钢结构的连接主要为铆接形式。铆接点强度是车身铸铝件应用的主要风险点，如何在设计阶段对铆接点强度性能进行控制是车身铸铝件应用的重要课题。目前，主要通过对铆接点进行详细建模分析，来模拟铆接点在相应工况下的行为，进而对其强度性能进行评价，及早发现连接风险并结构优化。

现有技术路线是按铆接实际结构进行建模，将铆钉、铸铝件、钣金按铆接后实际物理结构的形态进行建模，对局部细小结构进行网格细化，如图1、图2所示，再对车身模型进行各种工况的仿真，通过对铆钉及周边区域的应力应变情况进行评价来控制铆接点的强度。该方案的优点是能够得到比较精确的分析结果，可以较为准确的评价铆接点的强度性能；缺点一是建模复杂，如果铆接点数量少还可以接受，但通常车身铆接点的数量可以达到成百上千的水平，工程中周期往往难以接受，该缺点可以借助自动化手段提高一些建模效率，但无法彻底解决。二是由于铆接结构细小，要详细建模必须采用尺寸很小的单元进行模拟，加之以成百上千的铆接数量，导致模型规模和计算量成几何倍数增重，计算周期很长。三是要考虑接触等非线性因素，模型的收敛性也存在问题，后期的模型调整也需要耗费大量人力和时间。四是分析结果的准确性建立在摩擦系数、预紧力等分析参数准确的基础上，需要不断对模型进行标定，才能得到较为准确的分析结果。

现在技术公开了一种采用的铆接强度评价方法，步骤如下：首先，在ABAQUS软件中建立仿真模型，按铆接后铆接点的物理形态建立3D模型，在建立有限元分析模型时采用3D体单元对铆接点局部网格细化，细化部分网格尺寸为0.2mm左右，如图1、图2所示。然后，定义上、下板及铆钉的材料属性，在Property模块中输入材料参数。在Section截面定义中分别创建上、下板及铆钉的实体(Solid)、各向同性(Homogeneous)截面类型并赋予相应部件。定义上、下板之间、各板与铆钉之间的接触关系，摩擦系数一般设置为0.15-0.3，摩擦系数测量困难，一般依经验确定。设置分析边界条件，在对应工况下评价各部件应力应变情况，进而得到铆接点强度结果。该方法建模复杂，计算周期长，考虑非线性因素后模型容易不收敛，结果准确性依赖参数设置等缺点。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种汽车铆接强度快速仿真评价方法，以解决现有方法建模复杂、计算周期长，避免了计算过程中的收敛性以及规避了分析结果对参数敏感的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车铆接强度快速仿真评价方法，包括以下步骤：

A、建立有限元分析模型；

B、铆接点模型处理；

C、边界条件设置，设置分析工况；

D、铆接点受力提取；

E、公式评价，判断铆接点风险，若不合格进行结构优化。

进一步地，步骤A，具体为：将各零件按三维数据划分为有限元网格数据，并对焊点、胶粘、焊缝进行建模，将各零件按设计状态连接。

更进一步地，不论是否有铆接点连接，铸铝件用3D单元建模，钣金件用2D单元建模，单元尺寸上也不需要对铆接点附近进行细化。