[发明专利]一种面向汽车用钢的高速碰撞材料卡及其应用方法

说明书

本发明公开了一种面向汽车用钢的高速碰撞材料卡及其应用方法，包括以下步骤，步骤一，汽车用钢分类，技术人员对汽车用的钢材料进行分类，步骤二，对不同类别的钢进行试验，技术人员对软钢进行高速拉伸试验，技术人员对高强钢进行失效破坏试验，步骤三，高速拉伸数据处理：技术人员对不同速率下的软钢高速拉伸的数据进行处理，使用Swift‑Hockett‑Sherby本构模型对数据进行拟合和外推，本发明通过试验研究动态力学性能和断裂失效性能，开发软钢的动态力学材料卡和高强钢的GISSMO断裂失效卡片，将两种材料卡片同时应用到CAE碰撞分析中，能够准确地预测金属材料的动态力学变形以及金属材料断裂失效特性，解决汽车厂材料卡精度不准确的问题。

技术领域

本发明涉及金属材料检测及CAE汽车的碰撞安全性仿真分析技术领域，具体为一种面向汽车用钢的高速碰撞材料卡及其应用方法。

背景技术

目前全球交通事故居高不下，汽车碰撞安全性已经越来越受到人们的重视，出台的相关碰撞法规也对于汽车的耐撞性提出了具体的要求，但由于实车碰撞试验耗费巨大，不适合对设计车辆进行阶段性的检验与改进，鉴于CAE碰撞分析是目前汽车厂分析车型碰撞性能的主要方法，然而，传统的静态力学性能材料卡无法满足高精度的碰撞仿真性能的评估，容易出现汽车厂碰撞模拟分析的材料卡精度不准确的现象。

本发明通过试验研究动态力学性能和断裂失效性能，开发软钢的动态力学材料卡和高强钢的GISSMO断裂失效卡片，将两种材料卡片同时应用到CAE碰撞分析中，能够准确地预测金属材料的动态力学变形以及金属材料断裂失效特性，解决汽车厂材料卡精度不准确的问题，为汽车厂新车型碰撞分析、结构优化提供准确的数据卡片支持，缩短开发周期，减少试验工作量，降低研发成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向汽车用钢的高速碰撞材料卡及其应用方法，以解决上述背景技术中提出的传统的静态力学性能材料卡无法满足高精度的碰撞仿真性能的评估，容易出现汽车厂碰撞模拟分析的材料卡精度不准确的现象的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向汽车用钢的高速碰撞材料卡及其应用方法，包括以下步骤：

步骤一、汽车用钢分类：技术人员对汽车用的钢材料进行分类；

步骤二、对不同类别的钢进行试验：技术人员对软钢进行高速拉伸试验，技术人员对高强钢进行失效破坏试验；

步骤三、高速拉伸数据处理：技术人员对不同速率下的软钢高速拉伸的数据进行处理，使用Swift-Hockett-Sherby本构模型对数据进行拟合和外推；

步骤四、建立材料原始动态力学材料卡片：技术人员在LS-dyna软件中，依据软钢的高速拉伸数据处理后得到的曲线，建立材料原始动态力学材料卡片；

步骤五、验证试验的有效性：验证软钢的试验数据和拟合获取软钢的真实应力－塑性应变曲线的有效性；

步骤六、输出准确的材料卡：输出标定后软钢的动态力学材料卡片；

步骤七、获得不同应力三轴度受力工况的材料断裂曲线：技术人员对高强钢进行失效试验，获得失效试验过程的力－位移曲线；

步骤八、制成GISSMO原始断裂失效材料卡：技术人员通过LS-Dyna计算高强钢失效部位应力三轴度与其失效时的等效应变，结合静态和高速拉伸曲线，制成GISSMO原始断裂失效材料卡；

步骤九、有限元模拟仿真模型对标：技术人员建立高强钢相应失效试验有限元模拟仿真数模，采用有限元仿真的方式进行对标与优化曲线；

步骤十、输出断裂失效卡片：输出对标后高强钢的GISSMO断裂失效卡片；

步骤十一、CAE碰撞分析：依据汽车用钢牌号分类，CAE碰撞分析中将软钢的动态力学材料卡和高强钢的断裂失效材料卡同时带入CAE碰撞分析中。