(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 202210695097.7 (22)申请日 2022.06.20 (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 刘启龙　张雨　马明辉　于保君　 肖永富　杨少明　杜伟娟　马书元　 李鼎　李赫　 (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 杜森垚 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析 方法 (57)摘要 本发明公开了一种焊缝类型对刚度影响的 仿真建模分析方法， 以壳单元与壳单元为基础， 建立钣金件有限元仿真基础模型： 导入两块钣金 件的三维数据， 并分别根据三种连接形式， 建立3 个有限元仿真基础模型； 对3个钣金件有限元仿 真基础模型分别进行20种焊缝类型建模， 获得60 个不同连接形式及焊缝类型的有限元模型； 采用 有限元线性静态力仿真分析算法， 对60个不同连 接形式及焊缝类型的有限元模型进行分析， 输出 位移变形结果进行对比汇总； 将多种焊缝类型变 形位移结果与相应的基础模型变形位移结果对 比， 选择焊缝类型， 从而提高分析精度。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115221753 A 2022.10.21 CN 115221753 A 1.一种焊缝类型对刚度影响的仿真 建模分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.建立钣金件有限元仿真基础模型： 导入两块钣金件的三维数据， 并分别根据三种连 接形式， 建立3个有限元仿真基础模型； S2.对步骤S1建立的3个钣金件有限元仿真基础模型分别 进行多种焊缝类型建模， 获得 不同连接形式及焊缝类型的有限元模型； S3.进行静态力仿真分析： 采用有限元线性静态力仿真分析算法， 对通过步骤S2获得的 不同连接形式及焊缝类型的有限元模型进行分析， 输出位移变形 结果进行对比汇总； S4.位移对比： 将所述多种焊缝类型变形位移结果与相应的基础模型变形位移结果对 比， 选择焊缝类型， 从而提高分析精度。 2.如权利要求1所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 所 述步骤S1包括以下步骤： S11.导入两块钣金件的三维数据； S12.分别 采用对接、 搭接以及T型连接三种连接形式将两块钣金件进行点对点连接， 作 为有限元仿真基础模型。 3.如权利要求2所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 所 述步骤S11中， 其中一块钣金件尺寸为60 ×50×4.0mm， 另一块钣金件尺寸为50 ×50× 4.0mm， 面网格 基本尺寸 为5.0mm。 4.如权利要求3所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 所 述步骤S11 中， 长为60mm的钣 金件边缘两排节 点全约束， 长为50mm的钣 金件边缘一排节 点各 施加50N法向力。 5.如权利要求2所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 所 述步骤S12中， S121.建立采用对接形式的钣金件有限元基础模型： 将两块钣金件采用对接形式进行 点对点连接后， 作为对接形式的钣金件有限元基础模型； S122.建立采用搭接形式的钣金件有限元基础模型： 将两块钣金件采用搭接形式进行 点对点连接后， 作为搭接形式的钣金件有限元基础模型； S123.建立采用T型连接形式的钣金件有限元基础模型： 将两块钣金件采用T型连接形 式进行点对点连接后， 作为T型 连接形式的钣金件有限元基础模型。 6.如权利要求5所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 所 述步骤S2中， 对步骤S1建立的3个钣金件有限元仿 真基础模型分别进行20种焊缝类型建模， 获得60个不同连接形式及焊缝类型的有限元模型。 7.如权利要求6所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 所 述20种焊缝类 型包括： plot； quads； weld； rigid； spring； rod； bar2； gap； seam ‑quad(angled +capped+L)； seam ‑quad(angled+capped+T)； seam ‑quad(bertical+angled)； seam ‑quad (angled)； penta(mig)； penta(mig+L)； pent a(mig+T)； penta(mig+B)； hexa(t apered T)； hexa(adhesive)； hexa(RBE2 ‑RBE3)； hexa(adhesive0shel l gap)。 8.如权利要求7所述的一种焊缝类型对刚度影响的仿真建模分析方法， 其特征在于， 通 过所述步骤S4位移对比， 对于壳单元与壳单元的不同连接形式， 采用Quads或Seam ‑quad (angled)， 得到的结果与基础模型一 致性精度达 到100％。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115221753 A 2一种焊缝类型对 刚度影响的仿真建模分析方 法 技术领域 [0001]本发明属于汽车仿真建模技术领域， 具体涉及一种焊缝类型对刚度影响的仿真建 模分析方法。 背景技术 [0002]焊缝连接是汽车主要连接形式， 根据两个被连接件的角 度不同， 焊缝接头形式主 要有三种： 对接、 搭接和T型。 [0003]CN110059404A公开了一种焊缝疲劳计算方法， 应用于汽车悬架系统， 包括以下步 骤： 根据汽车悬架系统的参数的和三维模型， 基于Adams建立悬架多体动力学模型； 采集路 谱信号， 利用多体动力学模型进 行虚拟迭代分析， 得到 路面的疲劳载荷； 根据汽 车悬架系统 的三维模型， 基于Hypermesh建立悬架及焊缝有限元模型； 根据悬架有限元模型， 采用惯性 释放法进 行单位载荷强度分析； 根据单位荷载强度分析的结果， 以及路面的疲劳载荷， 基于 Ncode对焊缝疲劳分析， 得到汽车悬架的焊缝疲劳损伤值。 综合采用Adams建立多体动力 学 模型、 Hypermesh建立有限元模型和Ncode对焊缝疲劳分析， 得到汽车悬架的焊缝疲劳损伤 值， 同时还配合虚拟迭代分析， 大 大提高了模拟精度， 提升 了模拟效果。 [0004]CN101246512A公开了一种汽车计算机辅助设计技术领域基于汽车碰撞仿真的拼 焊板焊缝有限元建模方法， 包括以下步骤： 第一步、 基础板 建模， 包括基础板硬点布置、 基础 板网格划分、 基础板网格平移； 第二步、 双层 梁焊缝模型建立， 包括空间节点布置、 双层 梁制 作、 将梁与基础板连接； 第三步、 双层 梁单元的属性赋值， 包括梁单元材料属性赋值、 梁单元 截面属性赋值； 第四步、 将所建立的拼焊板焊缝模型连同基础板网格模型移入碰撞有限元 计算模型。 本发明既考虑了焊缝 的材料属 性又考虑了焊缝 的形状， 能够准确模拟焊缝的在 碰撞仿真中的变形 行为， 提高汽车碰撞仿真精度， 且快速有效， 便 于技术人员掌握。 [0005]CN111967177A公开了一种焊接钢结构焊缝有限元模型建模方法， 属于焊接技术领 域， 该建模方法包括： 建立焊接钢结构包含焊缝的三 维模型， 获取所述焊缝的位置坐标和特 征信息并生成焊缝信息数据文件， 所述特征信息包括焊缝类型、 焊脚 尺寸和焊缝长度； 根据 所述焊缝信息数据文件创建焊缝有限元模型。 本公开提供的焊接钢结构有限元模型建模方 法， 该方法提高了焊缝仿真高度， 且进一 步提升了焊缝仿真计算结果的精准度。 [0006]上述专利文献均没有考虑焊缝类型对仿真分析结果的影响。 缝焊连接是结构分析 的关键之一， 焊缝作为仿 真分析关键连接技术， 如果焊缝类型选择不当， 会导致整 车及总成 分析结果误差较大， 容 易造成实车成本增 加及后期实车路试损坏等问题。 [0007]汽车行业使用焊缝类型主要采用 “Penta(mig) ”五面体焊缝类型， 而Penta(mig)类 型有限元焊缝单元， 在计算刚度分析时发现单元之 间不能紧密焊接， 相对运动明显， 影响分 析精度。 发明内容 [0008]为了解决现有技术存在的上述问题， 本发明提供一种焊缝类型对刚度影响的仿真说　明　书 1/6 页 3 CN 115221753 A 3