CN108694303B - 有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，包括：导入碰撞有限元模型；有限元网格的点焊中心定位；有限元网格修正；确定点焊的焊核区直径和热影响区直径；生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区；对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值。本发明的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法具有如下的有点：建模过程高度自动化，无需人工手动建模，即可快速生成具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型，通过碰撞求解器仿真分析模拟来预测热冲压成型件点焊热影响区撕裂的风险，从而提升车身结构的碰撞性能并缩短车身结构开发周期和降低开发费用。

Description

有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，更具体地说，涉及汽车制造过程中的软件辅助的建模方法。

背景技术

研究表明，汽车的重量每减少10％，整车油耗可降低大致6％-8％。为了整车的耐撞性和轻量化需求，采用热成型工艺(Hot Forming)的钣金件在车身结构上获得广泛应用。热成型件主要应用的车身部件如车身B柱、后纵梁、门槛梁等。车身结构碰撞性能要求高的部位采用热成型件，不仅可以满足相关的碰撞要求，也能获得良好的减重效果。在车身结构中，除了热成型件以外，还存在大量的非热成型件。热成型件与非热成型件在翻边上通过电阻点焊的方式，组成完整的型腔结构。由热成型件与非热成型件焊接形成的组合结构不仅能提供车身结构碰撞性能，也能很好地降低车身重量。

由于采用热成型工艺的热成型件的强度和刚度普遍高于其他的非热成型板材，而两者连接的点焊则会在热成型件上形成焊核区(FZ，Fusion Zone)和热影响区(HAZ,HeatAffected Zone)。受到电阻点焊工艺的影响，热成型件点焊热影响区域内的材料相对于热成型件母材，其材料强度和硬度会发生显著的下降，导致车身碰撞过程中，型腔结构弯折或压溃严重的地方，对应热成型件点焊热影响区的材料可能出现撕裂的现象。

为了在碰撞仿真分析中预测热成型件点焊热影响区撕裂的风险，需要计算机辅助建模，来模拟点焊热影响区结构的碰撞情况以及撕裂风险。

发明内容

本发明揭示了一种采用十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型的建模方法，该碰撞模型可以用于预测碰撞仿真中热冲压成型件的点焊热影响区的撕裂风险。

根据本发明的一实施例，提出一种具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，包括如下的步骤：

导入碰撞有限元模型，所导入的碰撞有限元模型中包含热成型件的模型，热成型件通过点焊与非热成型件连接，热成型件的模型上包括点焊模型；

有限元网格的点焊中心定位，将热成型件的模型和点焊模型置于有限元网格中，距离点焊模型的中心点最近的网格节点确定为有限元网格的点焊中心N0；

有限元网格修正，判断有限元网格的点焊中心N0与点焊模型的中心点之间的距离R是否小于误差阈值，如果距离R大于误差阈值，则对有限元网格的点焊中心N0附近的有限元网格进行调整，使得距离R小于误差阈值；距离R小于误差阈值时，有限元网格和有限元网格的点焊中心N0定型；

确定点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2；

生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区；

对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值。

在一个实施例中，热成型件通过一组点焊与非热成型件连接，每一个点焊包括位于中心的焊核区以及围绕焊核区的热影响区。

在一个实施例中，有限元网格的点焊中心定位步骤中，首先以点焊模型的中心点为中心建立立方体空间，该立方体空间的边长为L，计算位于该立方体空间内的所有有限元网格的网格节点与中心的距离R，具有最小的距离R 的网格节点作为有限元网格的点焊中心N0。

在一个实施例中，立方体空间的边长L为点焊的焊核区的直径的5-10倍。

在一个实施例中，点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2由用户输入。

在一个实施例中，生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区包括下述的步骤：

确定包含有限元网格的点焊中心N0的四个网格S1-S4，所述网格是在热成型件的模型上的有限元网格；

确定四个网格的八个第一组外围网格节点N1-N8，并删除所述四个网格 S1-S4；

调整八个第一组外围网格节点N1-N8与有限元网格的点焊中心N0的距离，使得每一个外围网格节点与有限元网格的点焊中心N0的距离等于热影响区半径，即1/2*D2，经调整的外围网格节点仍然处于有限元网格的点焊中心 N0与原外围网格节点的连线上；

确定围绕八个第一组外围网格节点N1-N8的十二个内圈有限元网格 S5-S16，以及围绕该十二个内圈有限元网格的二十个外圈有限元网格 S17-S36；

相邻的第一组外围网格节点N1-N8的连线的中点为第二组外围网格节点，共八个第二组外围网格节点M1-M8，调整八个第二组外围网格节点M1-M8 与有限元网格的点焊中心N0的距离，使得每一个外围网格节点与有限元网格的点焊中心N0的距离等于热影响区半径，即1/2*D2，第一组外围网格节点和第二组外围网格节点形成十六变形的外轮廓；

根据第一组外围网格节点N1-N8和第二组外围网格节点M1-M8对内圈有限元网格S5-S16以及外圈有限元网格S17-S36进行分割；

在有限元网格的点焊中心N0与每一个外围网格节点的连线上，确定一个对应的热影响区内圈节点H1-H16，每一个热影响区内圈节点与有限元网格的点焊中心N0的距离等于焊核区的半径，即1/2*D1，共十六个热影响区内圈节点；

一组相邻的外围网格节点和相应的一组相邻的热影响区内圈节点组成一个四边形，该四边形为一个热影响区的有限元网格，共十六个热影响区的有限元网格，组合形成具有十六边形外轮廓和十六边形内轮廓的热影响区的有限元网格区；

间隔选取十六个热影响区内圈节点H1-H16中的八个热影响区内圈节点 H1、H3、H5、H7、H9、H11、H13、H15，确定八个焊核区内圈节点F1-F8，该八个焊核区内圈节点F1-F8与有限元网格的点焊中心N0的距离的距离等于焊核区半径的一半，即1/4*D2，且每一个焊核区内圈节点处于有限元网格的点焊中心N0与相应的热影响区内圈节点的连线上；

八个焊核区内圈节点F1-F8与有限元网格的点焊中心N0形成四个四边形网格，八个焊核区内圈节点F1-F8与十六个热影响区内圈节点H1-H16形成八个四边形网格和八个三角形网格，共同形成具有十六边形外轮廓的焊核区的有限元网格区。

在一个实施例中，调整八个第一组外围网格节点N1-N8或八个第二组外围网格节点M1-M8与限元网格的点焊中心N0的距离包括：

计算每一个外围网格节点与限元网格的点焊中心N0的距离，如果外围网格节点与限元网格的点焊中心N0的距离不等于热影响区半径，即1/2*D2，则建立限元网格的点焊中心N0与该外围网格节点之间的一维坐标系，在该一维坐标系中调整该外围网格节点的位置，使得该外围网格节点与限元网格的点焊中心N0的距离等于热影响区半径，即1/2*D2。

在一个实施例中，对内圈有限元网格S5-S16以及外圈有限元网格 S17-S36进行分割包括：

将十二个内圈有限元网格S5-S16中的每一个分隔成四个四边形网格，其中，对于每一个内圈有限元网格，获取该有限元网格的每一条边的中点以及该有限元网格的中心，通过各条边的中点以及有限元网格的中心将该有限元网格分成四个四边形网格；

将除去位于四个角以外的十六个外圈有限元网格S17-S36的每一个分隔成一个四边形网格和一个三角形网格，对于每一个外圈有限元网格，三角形网格由与之相邻的内圈有限元网格的边的中点与远端的网格节点的连线形成，除去三角形网格之后的余下部分形成四边形网格。

在一个实施例中，对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值包括：

热成型件的模型上的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性；

焊核区的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性；

热影响区的有限元网格赋予热成型件的厚度属性，热影响区的有限元网格的材料属性通过缩放因子对热成型件的材料的真实应力-应变曲线进行缩放得到，公式为：

σ=k·ε

式中，σ为真实应力，ε为真实应变，k为缩放因子。

在一个实施例中，热影响区的有限元网格的材料属性还具有失效参数，失效参数REL_THIN的经验公式如下：

式中，ε_pl为材料的最大塑性应变值；

该热影响区所属的点焊具有失效定义，失效定义的公式为：

式中，NORMALFORCE和SHEARFORCE分别是焊点实际受到的拉力和剪力值，AFAIN和AFAILS分别是焊点所能承受的最大拉力值和最大剪力值，A₁和A₂为指数因子。

本发明的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法具有如下的有点：建模过程高度自动化，无需人工手动建模，即可快速生成具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型，通过碰撞求解器仿真分析模拟来预测热冲压成型件点焊热影响区撕裂的风险，从而提升车身结构的碰撞性能并缩短车身结构开发周期和降低开发费用。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法的流程图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法中形成的有限元网格的示意图。

图3a-图3h揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法中生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区的过程。

图4揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法中形成的十六边形的焊核区和热影响区有限元网格区的示意图。

图5揭示了初始导入状态的横梁碰撞有限元模型的示意图。

图6揭示了在点焊位置形成有十六边形的焊核区和热影响区的横梁碰撞有限元模型的示意图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法。图1揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法的流程图，该建模方法包括如下的步骤：

S101、导入碰撞有限元模型，所导入的碰撞有限元模型中包含热成型件的模型。热成型件通过点焊与非热成型件连接，热成型件的模型上包括点焊模型。

S102、有限元网格的点焊中心定位。将热成型件的模型和点焊模型置于有限元网格中，距离点焊模型的中心点最近的网格节点确定为有限元网格的点焊中心N0。

S103、有限元网格修正。判断有限元网格的点焊中心N0与点焊模型的中心点之间的距离R是否小于误差阈值，如果距离R大于误差阈值，则对有限元网格的点焊中心N0附近的有限元网格进行调整，使得距离R小于误差阈值；距离R小于误差阈值时，有限元网格和有限元网格的点焊中心N0定型。

S104、确定点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2。

S105、生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区。

S106、对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值。

下面以碰撞横梁为例，具体说明本发明的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法的实现过程。图5揭示了初始导入状态的横梁碰撞有限元模型的示意图。碰撞横梁由热成型件外板102和非热成型件内板 104组成，热成型件外板102和非热成型件内板104通过两侧翻边上的点焊 106实现物理连接。

在步骤S101中，导入碰撞有限元模型，所导入的碰撞有限元模型即如图5所示，其中包含热成型件的模型，即热成型件外板102的模型。还包括有非热成型件内板104的模型。热成型件通过点焊与非热成型件连接，热成型件的模型上包括点焊106的模型。热成型件通过一组点焊与非热成型件连接。每一个点焊包括位于中心的焊核区以及围绕焊核区的热影响区。后续的步骤中，就需要在每一个点焊的位置形成十六边形的焊核区以及围绕该焊核区的，具有十六边形内轮廓和十六边形外轮廓的热影响区。

在步骤S102中，对有限元网格的点焊中心进行定位。将热成型件的模型和点焊模型置于有限元网格中，距离点焊模型的中心点最近的网格节点确定为有限元网格的点焊中心N0。在一个实施例中，步骤S102具体过程如下：首先以点焊模型的中心点(实际点焊中心点)为中心建立立方体空间，该立方体空间的边长为L。在一个实施例中，立方体空间的边长L为点焊的焊核区的直径的5-10倍。计算位于该立方体空间内的所有有限元网格的网格节点与中心的距离R，具有最小的距离R的网格节点作为有限元网格的点焊中心 N0。N0是一个有限元网格的节点，并且是距离点焊模型的实际点焊中心点最近的网格节点。在后续的处理中，均是以有限元网格的点焊中心N0来当作点焊模型的中心位置。

在步骤S103中，对有限元网格进行修正。在上述的步骤S102中，以有限元网格的节点N0来当作点焊模型的实际点焊中心，因此两者之间的偏差不能过大。在一个实施例中，判断有限元网格的点焊中心N0与点焊模型的中心点之间的距离R是否小于误差阈值。如果距离R大于误差阈值，则对有限元网格的点焊中心N0附近的有限元网格进行调整，使得距离R小于误差阈值。距离R小于误差阈值时，有限元网格和有限元网格的点焊中心N0定型。后续的处理中，就把有限元网格的点焊中心N0当作实际点焊中心来使用。图2 揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法中形成的有限元网格的示意图。图2中的网格节点N0就是有限元网格的点焊中心N0。BM表示热成型件的模型，即表明有限元网格是形成在热成型件的模型上。

在步骤S104中，确定点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2。在一个实施例中，点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2由用户输入。用户可以根据不同车型以及不同部件上的实际点焊尺寸来输入焊核区直径D1和热影响区直径D2。

在步骤S105中，生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区。图3a-图3f揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法中生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区的过程。如图3a-图3h所示，生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区包括：

如图3a所示，确定包含有限元网格的点焊中心N0的四个网格S1、S2、 S3和S4。网格S1、S2、S3和S4是在热成型件的模型上的有限元网格。

如图3b所示，确定四个网格的八个第一组外围网格节点N1、N2、N3、 N4、N5、N6、N7、N8，并删除四个网格S1、S2、S3和S4。有限元网格的点焊中心N0依旧保留。

如图3c所示，调整八个第一组外围网格节点N1、N2、N3、N4、N5、 N6、N7、N8与有限元网格的点焊中心N0的距离，使得每一个外围网格节点 N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8与有限元网格的点焊中心N0的距离等于热影响区半径，即1/2*D2。经调整的外围网格节点仍然处于N0与原外围网格节点的连线上。具体而言，调整八个外围网格节点与N0的距离包括：计算每一个外围网格节点N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8与N0的距离。如果外围网格节点与N0的距离不等于热影响区半径，即1/2*D2，则建立N0与该外围网格节点之间的一维坐标系。在该一维坐标系中调整该外围网格节点的位置，使得该外围网格节点与N0的距离等于热影响区半径，即 1/2*D2。经过距离调节后，八个第一组外围节点N1、N2、N3、N4、N5、N6、 N7、N8形成了一个十六边形的轮廓。

如图3d所示，确定围绕八个第一组外围网格节点N1-N8的十二个内圈有限元网格S5-S16，以及围绕该十二个内圈有限元网格的二十个外圈有限元网格S17-S36。如图3d所示，十二个内圈有限元网格S5-S16是不规则的四边形，而二十个外圈有限元网格S17-S36是规则的四边形。

如图3e所示，相邻的第一组外围网格节点N1-N8的连线的中点为第二组外围网格节点，共八个第二组外围网格节点M1-M8，调整八个第二组外围网格节点M1-M8与有限元网格的点焊中心N0的距离，使得每一个外围网格节点与有限元网格的点焊中心N0的距离等于热影响区半径，即1/2*D2。具体而言，调整八个第二组外围网格节点与N0的距离包括：计算每一个外围网格节点M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8与N0的距离。如果外围网格节点与N0的距离不等于热影响区半径，即1/2*D2，则建立N0与该外围网格节点之间的一维坐标系。在该一维坐标系中调整该外围网格节点的位置，使得该外围网格节点与N0的距离等于热影响区半径，即1/2*D2。这样，第一组外围网格节点N1-N8和第二组外围网格节点M1-M8形成十六变形的外轮廓。

继续参考图3e，根据第一组外围网格节点N1-N8和第二组外围网格节点 M1-M8对内圈有限元网格S5-S16以及外圈有限元网格S17-S36进行分割。在一个实施例中，对内圈有限元网格S5-S16以及外圈有限元网格S17-S36 进行分割包括：

将十二个内圈有限元网格S5-S16中的每一个分隔成四个四边形网格，其中，对于每一个内圈有限元网格，获取该有限元网格的每一条边的中点以及该有限元网格的中心，通过各条边的中点以及有限元网格的中心将该有限元网格分成四个四边形网格。

将除去位于四个角的外圈有限元网格，即S19、S24、S29和S34以外的十六个外圈有限元网格S17-S36的每一个分隔成一个四边形网格和一个三角形网格。对于每一个外圈有限元网格，三角形网格由与之相邻的内圈有限元网格的边的中点与远端的网格节点的连线形成，除去三角形网格之后的余下部分形成四边形网格。

参考图3f所示，在有限元网格的点焊中心N0与每一个外围网格节点，包括第一组外围网格节点N1-N8以及第二组外围网格节点M1-M8的连线上，确定一个对应的热影响区内圈节点H1-H16，每一个热影响区内圈节点与有限元网格的点焊中心N0的距离等于焊核区的半径，即1/2*D1，共十六个热影响区内圈节点。

参考图3g所示，一组相邻的外围网格节点N1-N8、M1-M8和相应的一组相邻的热影响区内圈节点H1-H16组成一个四边形，该四边形为一个热影响区的有限元网格。共十六个热影响区的有限元网格，组合形成具有十六边形外轮廓和十六边形内轮廓的热影响区的有限元网格区。

继续参考图3g所示，间隔选取十六个热影响区内圈节点H1-H16中的八个热影响区内圈节点H1、H3、H5、H7、H9、H11、H13、H15，确定八个焊核区内圈节点F1-F8。该八个焊核区内圈节点F1-F8与有限元网格的点焊中心N0的距离的距离等于焊核区半径的一半，即1/4*D2，且每一个焊核区内圈节点处于有限元网格的点焊中心N0与相应的热影响区内圈节点的连线上。

参考图3h所示，八个焊核区内圈节点F1-F8与有限元网格的点焊中心 N0形成四个四边形网格，八个焊核区内圈节点F1-F8与十六个热影响区内圈节点H1-H16形成八个四边形网格和八个三角形网格，共同形成具有十六边形外轮廓的焊核区的有限元网格区。

图4揭示了根据本发明的一实施例的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法中形成的十六边形的焊核区和热影响区有限元网格区的示意图。其中深灰色表示具有十六边形外轮廓的焊核区有限元网格区FZ，由靠内圈的四个四边形，靠外圈的八个三角形和八个四边形共同组成。焊核区有限元网格区FZ具有直径D1。浅灰色表示具有十六边形外轮廓和十六边形内轮廓的热影响区的有限元网格区HAZ，由十六个四边形组成。热影响区的有限元网格区HAZ具有直径D2。焊核区有限元网格区FZ和热影响区的有限元网格区HAZ均以有限元网格的点焊中心N0为中心。焊核区有限元网格区FZ和热影响区的有限元网格区HAZ均形成在热成型件的模型BM上。

图6揭示了在点焊位置形成有十六边形的焊核区和热影响区的横梁碰撞有限元模型的示意图。在每一个点焊的位置，形成了焊核区FZ和热影响区 HAZ。

在步骤S106中，对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值。所谓的属性赋值主要是对有限元网格赋予材料属性和厚度属性。在一个实施例中，对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值包括：

热成型件的模型上的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性。即在 BM区域的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性。

焊核区的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性。即在FZ区域的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性。

对于热影响区HAZ的有限元网格，厚度属性是赋予热成型件的厚度属性，而热影响区HAZ的有限元网格的材料属性是通过缩放因子对热成型件的材料的真实应力-应变曲线进行缩放得到，公式为：

σ=k·ε

式中，σ为真实应力，ε为真实应变，k为缩放因子。

在一个实施例中，热影响区HAZ的有限元网格的材料属性还具有失效参数，失效参数REL_THIN的经验公式如下：

式中，ε_pl为材料的最大塑性应变值；

该热影响区所属的点焊具有失效定义，失效定义的公式为：

式中，NORMALFORCE和SHEARFORCE分别是焊点实际受到的拉力和剪力值，AFAIN和AFAILS分别是焊点所能承受的最大拉力值和最大剪力值，A₁和A₂为指数因子。

本发明的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法具有如下的有点：建模过程高度自动化，无需人工手动建模，即可快速生成具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型，通过碰撞求解器仿真分析模拟来预测热冲压成型件点焊热影响区撕裂的风险，从而提升车身结构的碰撞性能并缩短车身结构开发周期和降低开发费用。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，包括：

导入碰撞有限元模型，所导入的碰撞有限元模型中包含热成型件的模型，所述热成型件通过点焊与非热成型件连接，所述热成型件的模型上包括点焊模型；

有限元网格的点焊中心定位，将热成型件的模型和点焊模型置于有限元网格中，距离点焊模型的中心点最近的网格节点确定为有限元网格的点焊中心(N0)；

有限元网格修正，判断有限元网格的点焊中心(N0)与点焊模型的中心点之间的距离R是否小于误差阈值，如果距离R大于误差阈值，则对有限元网格的点焊中心(N0)附近的有限元网格进行调整，使得距离R小于误差阈值；距离R小于误差阈值时，有限元网格和有限元网格的点焊中心(N0)定型；

确定点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2；

生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区；

对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值；其中，

生成十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区包括：

确定包含有限元网格的点焊中心(N0)的四个网格(S1-S4)，所述网格是在热成型件的模型上的有限元网格；

确定四个网格的八个第一组外围网格节点(N1-N8)，并删除所述四个网格(S1-S4)；

调整八个第一组外围网格节点(N1-N8)与有限元网格的点焊中心(N0)的距离，使得每一个外围网格节点与有限元网格的点焊中心(N0)的距离等于热影响区半径，即1/2*D2，经调整的外围网格节点仍然处于有限元网格的点焊中心(N0)与原外围网格节点的连线上；

确定围绕八个第一组外围网格节点(N1-N8)的十二个内圈有限元网格(S5-S16)，以及围绕该十二个内圈有限元网格的二十个外圈有限元网格(S17-S36)；

相邻的第一组外围网格节点(N1-N8)的连线的中点为第二组外围网格节点，共八个第二组外围网格节点(M1-M8)，调整八个第二组外围网格节点(M1-M8)与有限元网格的点焊中心(N0)的距离，使得每一个外围网格节点与有限元网格的点焊中心(N0)的距离等于热影响区半径，即1/2*D2，第一组外围网格节点和第二组外围网格节点形成十六变形的外轮廓；

根据第一组外围网格节点(N1-N8)和第二组外围网格节点(M1-M8)对内圈有限元网格(S5-S16)以及外圈有限元网格(S17-S36)进行分割；

在有限元网格的点焊中心(N0)与每一个外围网格节点的连线上，确定一个对应的热影响区内圈节点(H1-H16)，每一个热影响区内圈节点与有限元网格的点焊中心(N0)的距离等于焊核区的半径，即1/2*D1，共十六个热影响区内圈节点；

一组相邻的外围网格节点和相应的一组相邻的热影响区内圈节点组成一个四边形，该四边形为一个热影响区的有限元网格，共十六个热影响区的有限元网格，组合形成具有十六边形外轮廓和十六边形内轮廓的热影响区的有限元网格区；

间隔选取十六个热影响区内圈节点(H1-H16)中的八个热影响区内圈节点(H1、H3、H5、H7、H9、H11、H13、H15)，确定八个焊核区内圈节点(F1-F8)，该八个焊核区内圈节点(F1-F8)与有限元网格的点焊中心(N0)的距离等于焊核区半径的一半，即1/4*D2，且每一个焊核区内圈节点处于有限元网格的点焊中心(N0)与相应的热影响区内圈节点的连线上；

八个焊核区内圈节点(F1-F8)与有限元网格的点焊中心(N0)形成四个四边形网格，八个焊核区内圈节点(F1-F8)与十六个热影响区内圈节点(H1-H16)形成八个四边形网格和八个三角形网格，共同形成具有十六边形外轮廓的焊核区的有限元网格区。

2.如权利要求1所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，热成型件通过一组点焊与非热成型件连接，每一个点焊包括位于中心的焊核区以及围绕焊核区的热影响区。

3.如权利要求1所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，有限元网格的点焊中心定位步骤中，首先以点焊模型的中心点为中心建立立方体空间，该立方体空间的边长为L，计算位于该立方体空间内的所有有限元网格的网格节点与所述点焊模型的中心点的距离R，具有最小的距离R的网格节点作为有限元网格的点焊中心(N0)。

4.如权利要求3所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，所述立方体空间的边长L为点焊的焊核区的直径的5-10倍。

5.如权利要求1所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，点焊的焊核区直径D1和热影响区直径D2由用户输入。

6.如权利要求1所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，调整八个第一组外围网格节点(N1-N8)或八个第二组外围网格节点(M1-M8)与限元网格的点焊中心(N0)的距离包括：

计算每一个外围网格节点与限元网格的点焊中心(N0)的距离，如果外围网格节点与限元网格的点焊中心(N0)的距离不等于热影响区半径，即1/2*D2，则建立限元网格的点焊中心(N0)与该外围网格节点之间的一维坐标系，在该一维坐标系中调整该外围网格节点的位置，使得该外围网格节点与限元网格的点焊中心(N0)的距离等于热影响区半径，即1/2*D2。

7.如权利要求1所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，对内圈有限元网格(S5-S16)以及外圈有限元网格(S17-S36)进行分割包括：

将十二个内圈有限元网格(S5-S16)中的每一个分隔成四个四边形网格，其中，对于每一个内圈有限元网格，获取该有限元网格的每一条边的中点以及该有限元网格的中心，通过各条边的中点以及有限元网格的中心将该有限元网格分成四个四边形网格；

将除去位于四个角以外的十六个外圈有限元网格(S17-S36)的每一个分隔成一个四边形网格和一个三角形网格，对于每一个外圈有限元网格，三角形网格由与之相邻的内圈有限元网格的边的中点与远端的网格节点的连线形成，除去三角形网格之后的余下部分形成四边形网格。

8.如权利要求1所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，对十六边形的焊核区和热影响区的有限元网格区进行属性赋值包括：

热成型件的模型上的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性；

焊核区的有限元网格赋予热成型件的材料、厚度属性；

热影响区的有限元网格赋予热成型件的厚度属性，热影响区的有限元网格的材料属性通过缩放因子对热成型件的材料的真实应力-应变曲线进行缩放得到，公式为：

σ＝k·ε

式中，σ为真实应力，ε为真实应变，k为缩放因子。

9.如权利要求8所述的具有十六边形点焊热影响区结构的碰撞有限元模型建模方法，其特征在于，热影响区的有限元网格的材料属性还具有失效参数，失效参数REL_THIN的经验公式如下：

式中，ε_pl为材料的最大塑性应变值；

该热影响区所属的点焊具有失效定义，失效定义的公式为：

式中，NORMALFORCE和SHEARFORCE分别是焊点实际受到的拉力和剪力值，AFAIN和AFAILS分别是焊点所能承受的最大拉力值和最大剪力值，A₁和A₂为指数因子。

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