[发明专利]一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效方法及装置

权利要求书

1.一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效方法，其特征在于，所述方法包括：

根据车辆的使用工况建立非线性有限元分析模型，通过计算并读取分析结果，得到零部件应力σc和等效塑性应变εc；

根据试验得到工程应力σn和工程应变εn关系曲线，进而得到最大工程应力σn-max和其对应的工程应变εn-max，并分别计算得到其对应的真实应力数值σg和塑性应变数值εg；

基于σc与σg的关系，或者基于εc与εg的关系，判断车身钣金是否存在断裂失效风险。

2.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效方法，其特征在于，

所述根据车辆的使用工况建立非线性有限元分析，基于非线性有限元分析得到零部件应力σc和等效塑性应变εc，具体包括：

根据车辆的使用工况建立非线性有限元分析，先由拉伸试验获得瞬时载荷P和瞬时伸长量△L之间关系数据，再推导出工程应力σn和工程应变εn关系曲线，最后经过数据处理真实应力σ和真实应变ε后获得塑性应变δ。

3.根据权利要求2所述的一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效方法，其特征在于，

塑性应变数值εg由以下方式推导得到：

σn＝P/A0； (1)

εn＝△L/L0； (2)

σ＝σn(1+εn)； (3)

ε＝ln(1+εn)； (4)

δ＝ε-σ/E； (5)

其中，A0为原横截面积；L0为原长；E为钣金的弹性模量；ε为真实应变。

4.根据权利要求3所述的一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效方法，其特征在于，

所述根据试验得到工程应力σn和工程应变εn关系曲线，进而得到最大工程应力σn-max和其对应的工程应变εn-max，并分别计算得到其对应的真实应力数值σg和塑性应变数值εg，具体包括：

通过公式：

σ＝σn(1+εn)； (3)

ε＝ln(1+εn)； (4)

当σn＝σn-max和εn＝εn-max时，得到的真实应力σ即为最大工程应力对应的真实应力数值σg，得到的塑性应变δ即为最大工程应力对应的塑性应变数值εg。

5.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效方法，其特征在于，

所述基于σc与σg的关系，或者基于εc与εg的关系判断车身钣金是否存在断裂失效风险，具体包括：

比较有限元计算出来的应力σc和最大工程应力对应的真实应力数值σg，若计算出来应力σc大于最大工程应力对应的真实应力数值σg，则认为结构有断裂失效风险，需要进行优化，若计算出来应力σc小于等于最大工程应力对应的真实应力数值σg，则认为结构无断裂失效风险；

比较有限元计算出来的塑形应变εc和最大工程应力对应的塑性应变数值εg，若计算出来的等效塑性应变εc大于最大工程应力对应的塑性应变数值εg，则认为结构有断裂失效风险，需要进行优化，若计算出来的塑形应变εc小于等于最大工程应力对应的塑性应变数值εg，则认为结构无断裂失效风险；

即若σcσg或者εcεg两个条件成立任意一个，则判断车身钣金存在断裂失效风险，否则车身钣金不存在断裂失效风险。

6.一种基于有限元分析预防车身钣金断裂失效装置，其特征在于，包括：有限元分析单元，真实数值计算单元和风险判断单元；

有限元分析单元，用于根据车辆的使用工况建立非线性有限元分析模型，通过计算并读取分析结果，得到零部件应力σc和等效塑性应变εc；

真实数值计算单元，用于根据试验得到工程应力σn和工程应变εn关系曲线得到最大工程应力σn-max和其对应的工程应变εn-max，并分别计算得到其对应的真实应力数值σg和塑性应变数值εg；

风险判断单元，用于基于σc与σg的关系，或者基于εc与εg的关系判断车身钣金是否存在断裂失效风险。