焊點失效模型在前縱梁耐撞性中的應用分析.pdf

1、從20世紀50年代開始,電阻點焊由于具有焊接過程中能量集中、變形小、生產率較高,特別適用于焊接薄壁零件的優(yōu)點,使其成為汽車車身最重要的連接方式。在轎車車身制造過程中,焊接接頭質量的好壞,不僅直接決定了車身焊接裝配過程的制造偏差,同時也決定了轎車使用的可靠性和安全性。隨著CAE分析方法在汽車碰撞仿真中的大量應用,如何對車身中的點焊進行正確的模擬是十分重要的一環(huán),也一直是仿真中的一大難點。
　　 本文使用實驗和有限元仿真結合的方法,

2、模擬了在高強鋼板材(DP600)中的兩種焊點失效實驗過程,通過使用實體單元的有限元方法建立了包含焊核、熱影響區(qū)和基本板材區(qū)的細化焊點拉伸模型。并在可能產生失效的區(qū)域引入了基于塑性應變的失效準則,最后通過相關的試驗驗證了模型的可靠性。隨后總結了焊點在兩種試驗中的失效過程,并通過有限元這種直觀的分析方法對焊點失效的因為進行了應力應變的分析,結果表明,在盒形拉伸實驗和搭接剪切實驗中,焊核的叉點處都存在嚴重的應力應變集中現(xiàn)象,且此處多為初始裂縫

3、產生的地方。從宏觀方面來看,杯形試件拉伸的焊點拉拔失效是由剪切力作用形成,而搭接剪切實驗的焊點拉拔失效是由拉切力作用形成。針對目前使用的焊點模擬方法,首先對數(shù)種焊點模型進行了分類并對比了各種焊點模型的特點。選取五種目前常用的焊點模型,對縱梁的臺車碰撞實驗進行建模,分析了對五種焊點對前縱梁耐撞性的影響及各種模型各自的優(yōu)缺點。并通過實際中的前縱梁臺車實驗來驗證各種焊點連接模型的精度。通過對比分析得到的結論為:不同的焊點模型對縱梁碰撞響應有較

4、大的影響；在模擬精度方面,較高的焊點模型有可變形梁單元模型、實體單元模型和彈簧單元模型,綜合各方面的因素認為可變形梁單元焊點模型是最合適的焊點建模方法。最后使用可變形梁單元這種焊點模擬方法建立起來的前縱梁臺車碰撞模型來討論焊點強度和焊點間距對縱梁碰撞的影響。研究得出：焊點的強度對薄壁梁結構的變形模式有很大影響,會直接導致其吸能性能隨焊點強度的降低而降低。而焊點的間距對前縱梁的變形和吸能情況也有很大的影響。過大和過小的間距對縱梁變形都會不