標定焊點參數力學試驗
       為標定焊點極限拉伸力和剪切力， 設計了不同板厚和材料的拉伸和剪切試驗， 如圖 1 所示。焊點拉伸試驗為兩種板材樣件在十字交叉中心處焊接，在樣件的兩端分別朝上、下兩個方向施加外載荷; 焊點剪切試驗為兩種板材樣件在一端搭接處焊接， 在另一端施加方向相反的外載荷。焊接參數采用與實際生產相同的輸入條件

       根據實際的點焊參數， 在拉伸機上進行試驗，如圖 2 所示。剪切試驗拉伸機可直接夾持試樣的兩端，為拉伸試驗專門設計了夾具， 將兩個試樣的兩端分別通過螺栓固定到兩個經過計算校核、剛度足夠的夾具上， 使焊點所受拉力和拉伸機的拉力方向保持一致。試驗數據校核修正仿真結果以 TL1550 － 220點焊樣件為例， 板厚、材料牌號分別為 1 mm 的HX380LAD 和 0． 7 mm。在拉伸機上進行 3 ～ 5 次試驗后，取出一組位于中間值的力和位移曲線。

        參照圖 1， 建立焊點拉伸和剪切有限元模型，其網格大小與整車有限元模型的網格大小保持一致，使焊點模型具有應用一致性。將試驗得到的拉力最大值 4 953 N、剪力最大值 3 361 N 作為輸入條件 FN 和 FS， 經 Pam － Crash 計算后得到仿真焊點力和位移曲線。

應用案例
       在某車型車身總成碰撞試驗中， 前地板與門檻結合處出現 5 個焊點開裂， 如圖8 ， 通過本文的焊點試驗方法， 建立一維焊點模型， 多層焊分解成多個兩層焊點連接， 通過力學試驗標定了附近不同板厚、材料的零件之間焊點的參數， 開裂處焊 點 極 限 拉 伸 和 剪 切 力 分 別 為 8． 2 kN 和14． 4 kN，應用到碰撞仿真中， Pam － Crash 計算結果如圖 8( 中) ， 焊點開裂情況和試驗一致。對焊點的數量進行優化， 增加了 5 個焊點后， 如圖 8( 右) ，仿真結果顯示碰撞后結構保持完整， 能夠滿足碰撞安全要求。焊點失效參數數據庫建設到一定規模后， 即可在整車范圍的焊點模型使用經過試驗標定的失效參數，在開發過程中不斷優化存在碰撞失效風險的焊點，模型的精確性能夠得到保證。

      本論文研究了在轎車有限元碰撞仿真中準確模擬焊點失效的方法。對點焊樣件進行拉伸和剪切力學實驗，建立了試驗的一維焊點有限元模型和相應的失效模型，使用數值優化等方法，對焊點失效模型的參數進行了校核標定，使仿真中焊點的受力和失效后吸收的能量與試驗的偏差最小。應用此方法在仿真中再現并解決了某次碰撞試驗中出現的焊點開裂問題。提出了建立車身焊點失效參數數據庫的設想。

[1]連志斌,劉雍.基于試驗標定的轎車碰撞焊點失效模擬方法研究[J].上海汽車,2015(06):50-53.

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