一种汽车板疲劳曲线的对比分析方法与流程

专利2022-06-30  75

本发明涉及一种汽车板疲劳曲线的对比分析方法,属于金属板材性能检测分析方法技术领域。



背景技术:

在汽车设计阶段,汽车板疲劳仿真分析可以对汽车板疲劳寿命进行预测,从而指导汽车材料优化和结构设计,为零件结构设计和汽车板材料选材提供技术支持。通过进行汽车板疲劳仿真计算,可以缩短新车型的开发时间,同时避免由于选材不当、结构设计不合理导致的后期汽车板疲劳开裂等问题,因此,汽车板疲劳仿真分析越来越受到汽车厂和汽车板材料供应商的重视。而影响汽车板疲劳仿真分析结果的一个重要因素是材料的疲劳参数,材料疲劳性能的优劣将影响仿真分析的结果。另外,对于汽车板生产者,通过判断不同工艺下的材料疲劳性能的优劣,为材料优化提供方向,因此也有必要进行材料疲劳性能的对比分析。

根据汽车仿真需求,一般汽车板材料通过e-n曲线来描述疲劳强度,即等幅应变下材料的寿命。对于疲劳性能相差较大的材料,可以通过曲线的高低来判断。然而对于疲劳性能相差不大的材料,考虑到实验的误差,如何判断疲劳性能的差异是材料本身的差异,还是由于实验的误差造成的波动,目前尚没有相关的对比分析。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车板疲劳曲线的对比分析方法,这种方法可以通过分析实验数据和e-n曲线(拟合曲线)之间的误差,以及材料之间e-n曲线(拟合曲线)的差异,来判断两条e-n曲线是否存在差异,从而判断疲劳性能的优劣。

解决上述技术问题的技术方案是:

一种汽车板疲劳曲线的对比分析方法,它采取以下步骤进行:

(1)按照同一技术条件,对两种材料进行不同应变幅的寿命检测,共获取18个应变幅;

(2)对原始的实验数据进行拟合,获得e-n曲线,拟合公式为,其中疲劳强度系数,2nf为疲劳反转次数,b为疲劳强度指数,为疲劳延性系数,c为疲劳延性指数,e为弹性模量;

(3)分析实验数据与e-n曲线的拟合差值,两个数据求平均值;

(4)进行两条e-n曲线的对比分析,确定差值;

(5)确定差值的绝对值是否小于步骤(3)中两组数据拟合差值的平均值:如果小于,则两条曲线一致;否则两条曲线存在差异。

上述汽车板疲劳曲线的对比分析方法,所述步骤(3)中的计算实验数据与e-n曲线的拟合差值定义为:拟合差值=|(实验数据-拟合数据)|/拟合数据。

上述汽车板疲劳曲线的对比分析方法,所述步骤(4)中确定两种材料在相同总应变幅下疲劳寿命,计算不同应变幅下两种材料的寿命的差值,计算公式为:(1#材料的2nf-2#材料的2nf)/2#材料的2nf。

本发明的有益效果是:

本发明是汽车板疲劳曲线对比分析方法的首创,填补了汽车板材料分析的空白。本发明通过分析实验数据和e-n曲线(拟合曲线)之间的误差,确定了两种材料之间e-n曲线的差异,从而判断疲劳性能的优劣,为材料优化提供了技术支持,同时为汽车厂疲劳仿真计算提供了数据支持。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例:两种材料的疲劳曲线的对比分析。

(1)选定需要对比的两种材料,if钢1#材料和if钢2#材料。按照同一技术条件,实例中采用低周疲劳试验采用轴向应变控制,应变循环比r=-1,对两种材料进行不同应变幅的寿命检测,获得应变幅-寿命的18组数据,见表1:

表1if钢1#和2#试样

(2)对原始的实验数据进行拟合,获得e-n曲线,拟合公式为,其中为疲劳强度系数,2nf为疲劳反转次数,b为疲劳强度指数,为疲劳延性系数,c为疲劳延性指数,e为弹性模量。拟合的参数如下:

表2拟合获得的疲劳参数

(3)计算实验数据与e-n曲线的拟合差值,求出拟合差值,我们定义拟合差值=|(实验数据-拟合数据)|/拟合数据。两组数据求平均值,得出拟合差值平均值为31.15%。

表3拟合差值

(4)相同应变幅下寿命的对比,经计算,相同总应变幅下if钢1#试样、if钢2#试样疲劳寿命如表4所示。并计算不同应变幅下if钢1#试样与2#试样寿命的差值,计算公式为:(1#2nf-2#2nf)/2#2nf,2nf在103至107数量级时,寿命偏差-2%至20%。

表4相同应变幅下的2nf

(5)对以上寿命偏差与拟合差值进行对比,如果寿命偏差的绝对值小于拟合差值的平均值,则认为两条曲线基本一致。

从(3)得出拟合差值平均值为31.15%,从(4)计算寿命偏差为-2%至20%,因此可以认为这两条曲线在拟合误差范围内基本一致。


技术特征:

1.一种汽车板疲劳曲线的对比分析方法,其特征在于:它采取以下步骤进行:

(1)按照同一技术条件,对两种材料进行不同应变幅的寿命检测,共获取18个应变幅;

(2)对原始的实验数据进行拟合,获得e-n曲线;拟合公式为,其中为疲劳强度系数,2nf为疲劳反转次数,b为疲劳强度指数,为疲劳延性系数,c为疲劳延性指数,e为弹性模量;

(3)分析实验数据与e-n曲线的拟合差值,两个数据求平均值;

(4)进行两条e-n曲线的对比分析,确定差值;

(5)确定差值的绝对值是否小于步骤(3)中两组数据拟合差值的平均值:如果小于,则两条曲线一致;否则两条曲线存在差异。

2.根据权利要求1所述的汽车板疲劳曲线的对比分析方法,其特征在于:所述步骤(3)中的计算实验数据与e-n曲线的拟合差值定义为:拟合差值=|(实验数据-拟合数据)|/拟合数据。

3.根据权利要求1所述的汽车板疲劳曲线的对比分析方法,其特征在于:所述步骤(4)中确定两种材料在相同总应变幅下疲劳寿命,计算不同应变幅下两种材料的寿命的差值,计算公式为:(1#材料的2nf-2#材料的2nf)/2#材料的2nf。

技术总结
一种汽车板疲劳曲线的对比分析方法,属于金属板材性能检测分析方法技术领域,用于对汽车板疲劳曲线进行对比分析。其技术方案是:按照同一技术条件,对两种材料进行不同应变幅的寿命检测;对原始的实验数据进行拟合,获得E‑N曲线;分析实验数据与E‑N曲线的拟合差值,两个数据求平均值;进行两条E‑N曲线的对比分析,确定差值。本发明是汽车板疲劳曲线对比分析方法的首创,填补了汽车板材料分析的空白。本发明通过分析实验数据和E‑N曲线(拟合曲线)之间的误差,确定了两种材料之间E‑N曲线的差异,从而判断疲劳性能的优劣,为材料优化提供了技术支持,同时为汽车厂疲劳仿真计算提供了数据支持。

技术研发人员:王连轩;张龙柱;杨西鹏;牛月鹏;陈华;石建强;贾彩霞
受保护的技术使用者:邯郸钢铁集团有限责任公司;河钢股份有限公司邯郸分公司
技术研发日:2020.01.07
技术公布日:2020.06.05

转载请注明原文地址: https://bbs.8miu.com/read-55523.html

最新回复(0)