安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法技術

本發明專利技術公開了一種安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，該方法包括：將緊固連接件作為整體進行網格模型劃分以獲得實體網格單元；對緊固連接件的外表面進行包殼處理以創建殼單元；在連接桿處創建橫截面，并對橫截面施加預緊應力；對連接桿和每個連接件的安裝孔創建梁單元；根據緊固連接件的連接螺母與車身上的連接件的實際焊接信息創建焊接關系；對緊固連接件的殼單元和每個連接件的殼單元創建第一自接觸，并對連接桿的梁單元和每個連接件的安裝孔的梁單元創建第二自接觸，以模擬緊固連接件與連接件之間的相互作用情況。該方法可在安全帶固定點強度分析中較真實的模擬緊固連接件的預緊效果、緊固連接件與連接件的焊接關系以及相互作用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及汽車
，尤其涉及一種安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法。
技術介紹
GB14167-2013《汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統及上拉帶固定點》是汽車被動安全的一個重要指標，是車輛公告試驗的強制檢查項目，對于任何一款車型來說，都是必須特別考慮的。該法規用以確保安全帶能夠在高速碰撞過程中對乘員提供足夠的保護，所施加載荷對結構強度要求很高，因此，各大汽車制造廠都不斷尋求有效的研究方法來提高其結構強度，所以在設計階段對其結構強度的仿真分析就顯得尤為重要。通過有限元方法模擬試驗過程，發現問題，提早在設計階段解決問題，避免了大量的實際試驗，節省了開發費用，縮短開發周期。在承受固定點試驗載荷的情況下，安全帶固定點的強度必須保證安全帶不得從安裝固定點處脫落，但允許安裝固定點及其周圍區域產生永久變形或裂紋，且規定上部有效固定點的前向位移不得超過一定的范圍。安全帶安裝固定點一般采用螺栓聯接的方式，而在安全帶固定點試驗中常見的失效模式就是螺栓位置由于螺栓孔受力變形，導致材料撕裂或者螺栓從孔中脫出導致試驗失效。在相關技術中的仿真分析中，卻不能較準確的模擬出螺栓周邊結構的變形模式，從而大大降低了安全帶固定點強度仿真結果的準確度。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的目的在于提出一種安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，該仿真方法可以較真實的模擬緊固連接件的預緊效果、緊固連接件與連接件的焊接關系以及緊固連接件與連接件的相互作用，提升了安全帶固定點強度仿真結果的準確度。為了實現上述目的，本專利技術第一方面實施例的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，所述緊固連接件用以將安全帶上的連接件與車身上的連接件夾緊，所述仿真方法包括以下步驟：將所述緊固連接件作為整體進行網格模型劃分，以獲得實體網格單元；對所述緊固連接件的外表面進行包殼處理，以在所述緊固連接件的外表面創建一層與所述實體網格單元對應的殼單元；在所述緊固連接件的連接桿處創建橫截面，并沿垂直于所述橫截面的方向對所述橫截面施加預緊應力，以模擬所述緊固連接件的預緊效果；對所述連接桿創建梁單元，并對每個連接件的安裝孔創建梁單元；根據所述緊固連接件的連接螺母與所述車身上的連接件的實際焊接信息創建所述連接螺母與所述車身上的連接件之間的焊接關系；對所述緊固連接件的外表面的殼單元和每個連接件的殼單元創建第一自接觸，并對所述連接桿的梁單元和每個連接件的安裝孔的梁單元創建第二自接觸，以模擬所述緊固連接件與所述多個連接件之間的相互作用情況。根據本專利技術實施例的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，可以在安全帶固定點強度分析中較真實的模擬緊固連接件的預緊效果、緊固連接件與連接件的焊接關系以及緊固連接件與連接件的相互作用，更加真實地再現安全帶固定點強度試驗時緊固連接件周邊結構變形模式，提高了車輛在安全性能開發過程中模擬試驗工況的準確性，從而有助于節省整車安全性能開發費用以及縮短開發周期。在本專利技術的一個實施例中，所述緊固連接件包括螺栓和所述連接螺母，其中，所述螺栓包括螺栓頭和所述連接桿。在本專利技術的一個實施例中，所述實體網格單元為以六面體為主的實體網格單元。在本專利技術的一個實施例中，所述預緊應力σ通過下述公式獲得：Mt＝K×Po×d，σ＝Po/S，其中，σ表示所述預緊應力，Mt表示預緊力矩，K表示擰緊力系數，Po表示預緊力，d表示螺紋公稱直徑，S表示所述連接桿處的所述橫截面的面積。在本專利技術的一個實施例中，所述緊固連接件的殼單元、所述連接桿的梁單元和所述連接件的安裝孔的梁單元均為空材料梁單元，其中，所述空材料為MAT9材料。在本專利技術的一個實施例中，所述實體網格單元的材料為金屬MAT24材料。在本專利技術的一個實施例中，所述預緊應力通過調用有限元分析工具中的第一預設關鍵字命令進行施加。在本專利技術的一個實施例中，所述連接螺母與所述車身上的連接件之間的焊接關系通過調用有限元分析工具中的第二預設關鍵字命令進行創建。在本專利技術的一個實施例中，所述第一自接觸通過調用有限元分析工具中的第三預設關鍵字命令進行創建，所述第二自接觸通過調用所述有限元分析工具中的第四預設關鍵字命令進行創建。附圖說明圖1是根據本專利技術一個實施例的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法的流程圖；圖2是根據本專利技術一個實施例的螺栓仿真模型的整體結構示意圖；圖3是根據本專利技術一個具體實施例的螺栓預緊的時間-應力曲線示意圖；圖4是根據本專利技術一個具體實施例的連接桿的梁單元和連接件的安裝孔的梁單元的示意圖；圖5是根據本專利技術一個具體實施例的緊固連接件的實體網格單元所采用的MAT24材料的應力-應變曲線示意圖。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。下面結合附圖描述本專利技術實施例的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法。圖1是根據本專利技術一個實施例的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法的流程圖。其中，緊固連接件用以將安全帶上的連接件與車身上的連接件夾緊。安裝帶上的連接件可以是一個或多個，車身上的連接件也可以是一個或多個。如圖1所示，本專利技術實施例的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，包括以下步驟：S1，將緊固連接件作為整體進行網格模型劃分，以獲得實體網格單元。在本專利技術的一個實施例中，緊固連接件包括螺栓和與螺栓配合使用的連接螺母，其中，螺栓包括螺栓頭和連接桿。具體地，首先根據實際螺栓結構劃分螺栓網格模型：對實際螺栓進行簡單處理，將螺栓頭、螺桿(即連接桿)和連接螺母作為一個整體進行劃分，劃分成以六面體為主的實體網格單元，單元大小約4mm。其中，圖2所示為螺栓仿真模型的整體結構示意圖。對螺栓整體外表面進行包殼，即在螺栓外表面創建一層與實體網格單元通過節點融合(有限元分析中的一種連接方法)進行連接的殼單元。在本專利技術的一個實施例中，其中，實體網格單元中的連接桿的對應部分在沿連接桿的軸向為一排實體單元。也就是說，實體網格單元中的連接桿部分要求沿著螺桿軸向方向劃分為一排實體單元，即連接桿部分對應兩個節點，以提高后續施加預緊應力的準確度。在本專利技術的一個實施例中，實體網格單元的材本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，其特征在于，所述緊固連接件用以將安全帶上的連接件與車身上的連接件夾緊，所述仿真方法包括以下步驟：將所述緊固連接件作為整體進行網格模型劃分，以獲得實體網格單元；對所述緊固連接件的外表面進行包殼處理，以在所述緊固連接件的外表面創建一層與所述實體網格單元對應的殼單元；在所述緊固連接件的連接桿處創建橫截面，并沿垂直于所述橫截面的方向對所述橫截面施加預緊應力，以模擬所述緊固連接件的預緊效果；對所述連接桿創建梁單元，并對每個連接件的安裝孔創建梁單元；根據所述緊固連接件的連接螺母與所述車身上的連接件的實際焊接信息創建所述連接螺母與所述車身上的連接件之間的焊接關系；對所述緊固連接件的外表面的殼單元和每個連接件的殼單元創建第一自接觸，并對所述連接桿的梁單元和每個連接件的安裝孔的梁單元創建第二自接觸，以模擬所述緊固連接件與連接件之間的相互作用情況。

【技術特征摘要】
1.一種安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，其特征在于，所述緊固連接
件用以將安全帶上的連接件與車身上的連接件夾緊，所述仿真方法包括以下步驟：
將所述緊固連接件作為整體進行網格模型劃分，以獲得實體網格單元；
對所述緊固連接件的外表面進行包殼處理，以在所述緊固連接件的外表面創建一層與
所述實體網格單元對應的殼單元；
在所述緊固連接件的連接桿處創建橫截面，并沿垂直于所述橫截面的方向對所述橫截
面施加預緊應力，以模擬所述緊固連接件的預緊效果；
對所述連接桿創建梁單元，并對每個連接件的安裝孔創建梁單元；
根據所述緊固連接件的連接螺母與所述車身上的連接件的實際焊接信息創建所述連接
螺母與所述車身上的連接件之間的焊接關系；
對所述緊固連接件的外表面的殼單元和每個連接件的殼單元創建第一自接觸，并對所
述連接桿的梁單元和每個連接件的安裝孔的梁單元創建第二自接觸，以模擬所述緊固連接
件與連接件之間的相互作用情況。
2.如權利要求1所述的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，其特征在于，
所述緊固連接件包括螺栓和所述連接螺母，其中，所述螺栓包括螺栓頭和所述連接桿。
3.如權利要求1所述的安全帶固定點強度分析中緊固連接件的仿真方法，其特征在于，
所述實體網格單元為以六面體為主的實體網格單元。
4.如權利要求1所述的安全帶固定點強度分析中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉國飛，汪家勝，董傳林，姜偉，陳新，
申請(專利權)人：北京汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11