(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210721590.1 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市长春汽车经济 技术开发区新红旗大街1号 (72)发明人 王雪松　芦强强　丁建鹏　姚宙　 王士彬　娄方明　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 张岩 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿 真方法 (57)摘要 本发明涉及一种钢铝混合车身钣金胶接连 接的碰撞仿真方法， 包括结构胶本体力学性能试 验； 采用厚搭接剪切试样进行结构胶剪切失效试 验， 获得结构胶最大剪应力、 剪切临界能量释放 率及剪切状态下平行段比例； 采用厚对接试样进 行结构胶拉伸失效试验， 获得结构胶最大正应力 与拉伸临界能量释放率； 结构胶本体力学特性试 验标定， 建立结构胶材料卡； 建立结构胶本体力 学性能标定模 型； 选取对应被连接金属板材制作 胶接接头搭接及T型剥离试验试样； 样片级胶接 接头力学性能试验标定； 部件级试验标定。 本发 明考虑被连接件不同材料与厚度及不同涂装烘 烤温度对于胶接接头的力学性能的影 响， 可准确 模拟汽车钢铝混合车身钣金胶接连接在碰撞工 况中的变形与失效行为。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 115270409 A 2022.11.01 CN 115270409 A 1.一种钢铝混合车身 钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： A、 结构胶本体力学性能试验： A1、 制得结构胶本体拉伸试验样件， 获得结构胶固化后的弹性模量、 泊松比基础力学性 能参数； A2、 采用厚搭接剪切试样进行结构胶剪切失效试验， 获得结构胶最大剪应力、 剪切临界 能量释放 率以及剪切状态下平行 段比例； A3、 采用厚对接试样进行结构胶拉伸失效试验， 获得结构胶最大正应力与拉伸临界能 量释放率； B、 结构胶本体力学 特性试验标定： B1、 应用关键 字结合步骤A获得的结构胶本体力学性能参数， 建立结构胶的材 料卡； B2、 根据步骤A的剪切及 拉伸断裂失效试验建立结构胶本体力学性能标定模型， 其中辅 助加载的厚壁件与结构胶均采用体单元建模， 二者之间通过共节点连接； 调整上述材料卡 关键字参数直至 仿真与试验力 ‑位移曲线COR拟合度达 到90％以上； C、 样片级胶接 接头力学性能试验： 根据整车实 际应用情况， 选取对应的被连接金属板材制作胶接接头搭接及T型剥离试 验试样， 样片在与实车相同的固化及烘烤温度条件下进行 热处理； D、 样片级胶接 接头力学性能试验标定： 建立样片级胶接接头力学性能试验仿真模型， 金属母材采用壳单元建模， 对结构胶材 料卡最大正应力， 最大剪应力， 临界能量释放率、 剪切状态下平行段比例等 失效参数进行修 正， 直至仿真与试验力 ‑位移曲线COR拟合度达 到85％以上； E、 部件级试验标定： 开展部件级冲击试验， 依据步骤D中标定完的接头模型， 建立部件冲击试验仿真模型； 调整结构胶材料卡关键字中相关参数， 直至仿 真与试验力 ‑位移曲线C OR拟合度达到8 5％以 上， 结合仿真与试验接 头失效形式， 确认最终胶接 接头仿真模型。 2.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤A1， 单纯使用结构胶固化制得结构胶本体拉伸试验样件， 通过多功能拉伸试验机， 获得结构胶固化后的弹性模量、 泊松比等基础力学性能参数。 3.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于， 步骤A1， 所述弹性模量 通过以下公式计算获得： E＝(ΔF/S_0)/(ΔL/L_el) ΔF是载荷曲线直线段任意A、 B两点间拉伸载荷变化量， ΔL是A、 B两点间的轴向位移变 化量， S_0是拉伸试样截面积， L_el是拉伸试验的轴向标距段长度； 所述泊松比通过以下公式获得： μ＝(Δt/L_et)/(ΔL/L_el) Δt为横向变形量， L_et为横向标距段长度。 4.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤A2， 试验所得应变 ‑位移曲线应变的最大值对应的应力即为结构胶的最大剪应力， 曲线所包络面积即为剪切临界能量释放率， 剪切平行段的位移与总失效位移的比值即为剪 切状态下平行 段比例。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270409 A 25.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤A3， 试验所得应变 ‑位移曲线应变的最大值对应的应力即为结构胶的最大正应力， 曲线所包络面积即为拉伸临界能量释放 率。 6.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤B1， 材料卡关键字参数包括弹性模量、 泊松比、 最大剪应力、 剪切临界能量释放率、 剪切状态下平行 段比例、 最大正应力以及拉伸临界能量释放 率。 7.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤C， 选取对应的被连接金属板材时要求材 料牌号及厚度一 致。 8.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤C， 通过多功能拉伸试验机获得接 头搭接剪切及剥离失效的力 ‑位移曲线。 9.根据权利要求1所述的一种钢铝混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤D， 胶层采用体单元建模， 胶层与母材间建立*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE接 触。 10.根据权利要求1所述的一种钢铝 混合车身钣金胶接连接的碰撞仿真方法， 其特征在 于： 步骤E， 试验根据部件在碰撞工况中受力特点设计， 采用落锤冲击试验， 带有胶接接头的 部件一端固定， 落锤以一定的速度冲击 部件另一端， 得到试验的力 ‑位移曲线。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270409 A 3