CN112765835B - 一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法及装置，包括：根据铝蜂窝试件尺寸，建立铝蜂窝试件面板结构和芯材结构的面板几何模型和芯材几何模型。分别对面板几何模型和芯材几何模型进行网格划分。确定网格划分后的芯材几何模型的目标材料本构模型及目标材料本构模型的模型本构参数，获得铝蜂窝试件的有限元模型。建立刚性墙，刚性墙与面板几何模型中的上面板几何模型建立接触。基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，输出的仿真接触力位移曲线和试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果。根据对标结果更新模型本构参数中的硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。通过该方法，规范了铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标的流程。

Description

一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法及装置

技术领域

本申请涉及仿真建模技术领域，尤其涉及一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法及装置。

背景技术

轨道交通作业中，铝蜂窝试件具有质量轻，变形压溃稳定，且吸能量大的优点，正逐步应用于防爬器或主吸能等部件。

目前，利用LS-DYNA软件中的实体单元对各向异性材料建模时，大多采用3号或26号材料。虽然铝蜂窝试件属于各向异性材料，但是3号或26号材料不适用于铝蜂窝试件的仿真与试验对标，会导致建模仿真结果准确性低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法及装置，用于规范铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标的流程，提高铝蜂窝试件建模仿真的准确性。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法，所述方法包括：

根据所述铝蜂窝试件尺寸，对所述铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；所述面板结构包括上面板结构和下面板结构，所述面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型；

确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分；

确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型；所述模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量；

建立刚性墙；所述刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，所述刚性墙与所述上面板几何模型建立接触；所述下面板几何模型进行全约束；

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；所述仿真接触力位移曲线为所述刚性墙的接触力和所述上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线；

获取试验接触力位移曲线；所述试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的所述压头的接触力和所述上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线；

将所述仿真接触力位移曲线和所述试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果；

当所述对标结果不满足预设条件时，更新所述硬化系数、所述硬化指数和所述应变率系数常量。

可选的，所述确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分，包括：

确定所述面板几何模型的单元类型为壳单元，确定所述面板几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型进行网格划分；

确定所述芯材几何模型的单元类型为实体单元，确定所述芯材几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述芯材几何模型进行网格划分。

可选的，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线，包括：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出仿真接触力位移曲线。

可选的，在所述建立刚性墙之后，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线之前，所述方法还包括：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中不是层叠压溃状态时，更新所述面板几何模型的网格层数或网格尺寸，更新所述芯材几何模型的网格层数或网格尺寸，分别对所述面板几何模型和所述芯材几何模型重新进行网格划分，重新执行所述确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型及后续步骤。

可选的，所述方法还包括：

重新执行所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线及后续步骤。

本申请实施例还提供了一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标装置，所述装置包括：

第一建立单元，用于根据所述铝蜂窝试件尺寸，对所述铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；所述面板结构包括上面板结构和下面板结构，所述面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型；

网格划分单元，用于确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分；

确定单元，用于确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型；所述模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量；

第二建立单元，用于建立刚性墙；所述刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，所述刚性墙与所述上面板几何模型建立接触；所述下面板几何模型进行全约束；

仿真单元，用于基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；所述仿真接触力位移曲线为所述刚性墙的接触力和所述上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线；

获取单元，用于获取试验接触力位移曲线；所述试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的所述压头的接触力和所述上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线；

对标单元，用于将所述仿真接触力位移曲线和所述试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果；

第一更新单元，用于当所述对标结果不满足预设条件时，更新所述硬化系数、所述硬化指数和所述应变率系数常量。

可选的，所述网格划分单元包括：

第一网格划分子单元，用于确定所述面板几何模型的单元类型为壳单元，确定所述面板几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型进行网格划分；

第二网格划分子单元，用于确定所述芯材几何模型的单元类型为实体单元，确定所述芯材几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述芯材几何模型进行网格划分。

可选的，所述仿真单元具体用于：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出仿真接触力位移曲线。

可选的，所述装置还包括：

第二更新单元，用于在所述建立刚性墙之后，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线之前，基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中不是层叠压溃状态时，更新所述面板几何模型的网格层数或网格尺寸，更新所述芯材几何模型的网格层数或网格尺寸，分别对所述面板几何模型和所述芯材几何模型重新进行网格划分，重新执行所述确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型及后续步骤。

可选的，所述装置还包括：

循环单元，用于重新执行所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线及后续步骤。

通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法及装置，该方法包括：根据铝蜂窝试件尺寸，对铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；面板结构包括上面板结构和下面板结构，面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型。确定面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对面板几何模型和芯材几何模型进行网格划分。确定网格划分后的芯材几何模型的目标材料本构模型，以及目标材料本构模型的模型本构参数，获得铝蜂窝试件的有限元模型，其中，模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。建立刚性墙；刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，刚性墙与上面板几何模型建立接触；下面板几何模型进行全约束。基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；仿真接触力位移曲线为刚性墙的接触力和上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线。获取试验接触力位移曲线；试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的压头的接触力和上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线。将仿真接触力位移曲线和试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果。当对标结果不满足预设条件时，更新硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。通过该方法，规范了铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标的流程。通过使用目标材料本构模型，调整目标材料本构模型的模型本构参数，提高了铝蜂窝试件建模仿真的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的模型压溃仿真过程的压溃前后示意图；

图3为本申请实施例提供的一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标装置的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

参见图1，图1为本申请实施例提供的一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法的流程图。如图1所示，该方法包括S101-S108：

S101：根据铝蜂窝试件尺寸，对铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；面板结构包括上面板结构和下面板结构，面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型。

在轨道交通作业中，铝蜂窝试件通常用作吸能材料。铝蜂窝试件包括面板结构和芯材结构。面板结构包括上面板结构和下面板结构。获取铝蜂窝试件的尺寸，具体为分别获取铝蜂窝试件的面板结构的尺寸和芯材结构的尺寸。

根据铝蜂窝试件尺寸，分别建立铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构的几何模型，得到面板几何模型和芯材几何模型。作为一种示例，面板结构的几何模型为基于面板结构尺寸建立的长方体三维模型，芯材结构的几何模型为基于芯材结构尺寸建立的长方体三维模型。

需要说明的是，建立铝蜂窝试件几何模型过程中的常规参数配置，例如名称、颜色等参数，可以根据实际情况进行确定，这里不再赘述。

S102：确定面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对面板几何模型和芯材几何模型进行网格划分。

建立面板几何模型和芯材几何模型之后，要对几何模型进行网格划分。确定面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸后，对面板几何模型进行网格划分，芯材几何模型的网格划分过程和面板几何模型类似。

具体实施时，确定面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对面板几何模型和芯材几何模型进行网格划分，包括：

确定面板几何模型的单元类型为壳单元，确定面板几何模型的网格层数和网格尺寸，对面板几何模型进行网格划分；

确定芯材几何模型的单元类型为实体单元，确定芯材几何模型的网格层数和网格尺寸，对芯材几何模型进行网格划分。

S103：确定网格划分后的芯材几何模型的目标材料本构模型，以及目标材料本构模型的模型本构参数，获得铝蜂窝试件的有限元模型；模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。

为面板几何模型和芯材几何模型划分的各网格创建并关联不同的材料属性。

以芯材结构的材料属性为例，确定进行网格划分后的芯材几何模型的目标材料本构模型。作为一种示例，确定进行网格划分后的芯材几何模型的目标材料本构模型为MAT98号材料，即不考虑温度影响的JOHNSON_COOK材料本构模型。

不考虑温度影响的JOHNSON_COOK材料本构模型具体为：

其中，σ_s为冯米斯流动应力。A，B，C，n均为JOHNSON_COOK材料本构模型的模型本构参数，是与材料相关的常数，为材料本构模型的输入参数。A是材料的屈服强度，B是材料的硬化系数，n为材料的硬化指数，C为材料的应变率系数常量。

为等效塑性应变，

为相对等效塑性应变率，且

参考应变率EPS0为准静态实验中的应变率，

为等效塑性应变率。

需要确定的材料属性除了A，B，C，n以外，还需要确定材料弹性模量E、材料密度RO、材料泊松比PR。

需要说明的是，确定面板结构的材料属性根据实际情况进行确定，这里不再赘述。

S104：建立刚性墙；刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，刚性墙与上面板几何模型建立接触；下面板几何模型进行全约束。

建立刚性墙。刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头。压头为实施实际压溃试验的实验机上的压头。

S105：基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；仿真接触力位移曲线为刚性墙的接触力和上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线。

建立铝蜂窝试件的有限元模型和刚性墙后，则可基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，模拟实际压溃试验过程中的压头对铝蜂窝试件的压溃过程。参见图2，图2为本申请实施例提供的模型压溃仿真过程的压溃前后示意图。可以理解的是，目标节点为上面板几何模型上的任意一点，具体为进行了网格划分、被赋予材料属性等步骤之后的上面板几何模型上的任意一点。

具体实施时，基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线，包括：

基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，当芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出仿真接触力位移曲线。

另外，在S104之后，S105之前，还包括：

基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，当芯材结构在压溃过程中不是层叠压溃状态时，更新面板几何模型的网格层数或网格尺寸，更新芯材几何模型的网格层数或网格尺寸，分别对面板几何模型和芯材几何模型重新进行网格划分；重新执行确定网格划分后的芯材几何模型的目标材料本构模型，以及目标材料本构模型的模型本构参数，获得铝蜂窝试件的有限元模型及后续步骤。

需要说明的是，可以根据实际需要在有限元分析模块中实现铝蜂窝试件有限元模型和刚性墙的建立、压溃仿真计算以及仿真接触力位移曲线的输出。作为一种示例，有限元分析模块为ANSYS。

S106：获取试验接触力位移曲线；试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的压头的接触力和上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线。

实际压溃试验中，实验机上的压头对铝蜂窝试件进行压缩，可以生成试验接触力位移曲线。获取试验接触力位移曲线，试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的压头的接触力和上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线。其中，上面板结构上的目标节点和S105中的上面板几何模型上的目标节点为同一位置的点。

在本申请的实施例中，铝蜂窝试件压溃过程主要为3个阶段。第一阶段为弹性阶段，主要是孔结构发生弹性变形；第二阶段是平台阶段，结构中出现部分破坏，孔结构逐步被压溃；第三阶段为压实阶段，铝蜂窝试件的结构完全压实。

需要说明的是，对S105和S106的步骤先后顺序不进行限定。

S107：将仿真接触力位移曲线和试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果。

将仿真接触力位移曲线和试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果。作为一种示例，对标结果为仿真接触力位移曲线和试验接触力位移曲线中的数据作差之后得到的误差曲线。

S108：当对标结果不满足预设条件时，更新硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。

当对标结果不满足预设条件时，硬化系数B、硬化指数n、应变率系数常量C对整个压溃过程的结果影响较大。因此，更新硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。其中，当对标结果为误差曲线时，预设条件为误差范围。误差范围根据实际情况进行选取，这里不做限定。

当对标结果满足预设条件时，说明仿真接触力位移曲线和试验接触力位移曲线相吻合，仿真结果符合要求，确定此时的硬化系数、硬化指数和应变率系数常量，确定此时的包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量的目标材料本构模型。

另外，S105-S108可以替换为如下步骤：

基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，输出刚性墙的仿真接触力时间曲线和上面板几何模型上的目标节点的仿真位移时间曲线；

获取刚性墙的试验接触力时间曲线和上面板结构上的目标节点的试验位移时间曲线；

将仿真接触力时间曲线和试验接触力时间曲线进行对标，获取第一误差曲线；

将仿真位移时间曲线和试验位移时间曲线进行对标，获取第二误差曲线；

当第一误差曲线或第二误差曲线不满足预设条件时，更新模型本构参数中的硬化系数、硬化指数和应变率系数常量。

其中，基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，输出刚性墙的仿真接触力时间曲线和上面板几何模型上的目标节点的仿真位移时间曲线，包括：基于有限元模型和刚性墙进行压溃仿真计算，当芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出刚性墙的仿真接触力时间曲线和上面板几何模型上的目标节点的仿真位移时间曲线。

具体实施时，当更新模型本构参数中的硬化系数、硬化指数和应变率系数常量之后，还包括：重新执行S105及后续步骤，以使对标结果满足预设条件。

通过本申请实施例所提供的一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法，规范了铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标的流程。通过使用目标材料本构模型，调整目标材料本构模型的模型本构参数，提高了铝蜂窝试件建模仿真的准确性。也就是说，与本申请实施例所提供的铝蜂窝试件的结构相同的其它铝蜂窝试件可直接利用本申请实施例中的使仿真结果符合要求的包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量的目标材料本构模型以及本申请实施例所提供的铝蜂窝试件仿真与试验对标方法进行仿真与试验对标。

参见图3，图3为本申请实施例提供的一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标装置的示意图。该装置包括：

第一建立单元301，用于根据所述铝蜂窝试件尺寸，对所述铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；所述面板结构包括上面板结构和下面板结构，所述面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型；

网格划分单元302，用于确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分；

确定单元303，用于确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型；所述模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量；

第二建立单元304，用于建立刚性墙；所述刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，所述刚性墙与所述上面板几何模型建立接触；所述下面板几何模型进行全约束；

仿真单元305，用于基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；所述仿真接触力位移曲线为所述刚性墙的接触力和所述上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线；

获取单元306，用于获取试验接触力位移曲线；所述试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的所述压头的接触力和所述上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线；

对标单元307，用于将所述仿真接触力位移曲线和所述试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果；

第一更新单元308，用于当所述对标结果不满足预设条件时，更新所述硬化系数、所述硬化指数和所述应变率系数常量。

可选的，在本申请实施例的一些实施方式中，所述网格划分单元302包括：

第一网格划分子单元，用于确定所述面板几何模型的单元类型为壳单元，确定所述面板几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型进行网格划分；

第二网格划分子单元，用于确定所述芯材几何模型的单元类型为实体单元，确定所述芯材几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述芯材几何模型进行网格划分。

可选的，在本申请实施例的一些实施方式中，所述仿真单元305具体用于：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出仿真接触力位移曲线。

可选的，在本申请实施例的一些实施方式中，所述装置还包括：

第二更新单元，用于在所述建立刚性墙之后，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线之前，基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中不是层叠压溃状态时，更新所述面板几何模型的网格层数或网格尺寸，更新所述芯材几何模型的网格层数或网格尺寸，分别对所述面板几何模型和所述芯材几何模型重新进行网格划分，重新执行所述确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型及后续步骤。

可选的，在本申请实施例的一些实施方式中，所述装置还包括：

循环单元，用于重新执行所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线及后续步骤。

通过本申请实施例所提供的一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标装置，规范了铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标的流程。通过使用目标材料本构模型，调整目标材料本构模型的模型本构参数，提高了铝蜂窝试件建模仿真的准确性。也就是说，与本申请实施例所提供的铝蜂窝试件的结构相同的其它铝蜂窝试件可直接利用本申请实施例中的包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量的目标材料本构模型以及本申请实施例所提供的铝蜂窝试件仿真与试验对标装置进行仿真与试验对标。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述铝蜂窝试件尺寸，对所述铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；所述面板结构包括上面板结构和下面板结构，所述面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型；

确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分；

确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型；所述模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量；

建立刚性墙；所述刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，所述刚性墙与所述上面板几何模型建立接触；所述下面板几何模型进行全约束；

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；所述仿真接触力位移曲线为所述刚性墙的接触力和所述上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线；

获取试验接触力位移曲线；所述试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的所述压头的接触力和所述上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线；

将所述仿真接触力位移曲线和所述试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果；

当所述对标结果不满足预设条件时，更新所述硬化系数、所述硬化指数和所述应变率系数常量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分，包括：

确定所述面板几何模型的单元类型为壳单元，确定所述面板几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型进行网格划分；

确定所述芯材几何模型的单元类型为实体单元，确定所述芯材几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述芯材几何模型进行网格划分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线，包括：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出仿真接触力位移曲线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述建立刚性墙之后，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线之前，所述方法还包括：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中不是层叠压溃状态时，更新所述面板几何模型的网格层数或网格尺寸，更新所述芯材几何模型的网格层数或网格尺寸，分别对所述面板几何模型和所述芯材几何模型重新进行网格划分，重新执行所述确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型及后续步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

重新执行所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线及后续步骤。

6.一种铝蜂窝试件碰撞仿真与试验对标装置，其特征在于，所述装置包括：

第一建立单元，用于根据所述铝蜂窝试件尺寸，对所述铝蜂窝试件的面板结构和芯材结构分别建立面板几何模型和芯材几何模型；所述面板结构包括上面板结构和下面板结构，所述面板几何模型包括上面板几何模型和下面板几何模型；

网格划分单元，用于确定所述面板几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，确定所述芯材几何模型的单元类型、网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型和所述芯材几何模型进行网格划分；

确定单元，用于确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型；所述模型本构参数包括硬化系数、硬化指数和应变率系数常量；

第二建立单元，用于建立刚性墙；所述刚性墙用于模拟实际压溃试验过程中的压头，所述刚性墙与所述上面板几何模型建立接触；所述下面板几何模型进行全约束；

仿真单元，用于基于有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线；所述仿真接触力位移曲线为所述刚性墙的接触力和所述上面板几何模型上的目标节点的位移之间的关系曲线；

获取单元，用于获取试验接触力位移曲线；所述试验接触力位移曲线为通过实际压溃试验得到的所述压头的接触力和所述上面板结构上的目标节点的位移之间的关系曲线；

对标单元，用于将所述仿真接触力位移曲线和所述试验接触力位移曲线进行对标，获取对标结果；

第一更新单元，用于当所述对标结果不满足预设条件时，更新所述硬化系数、所述硬化指数和所述应变率系数常量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述网格划分单元包括：

第一网格划分子单元，用于确定所述面板几何模型的单元类型为壳单元，确定所述面板几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述面板几何模型进行网格划分；

第二网格划分子单元，用于确定所述芯材几何模型的单元类型为实体单元，确定所述芯材几何模型的网格层数和网格尺寸，对所述芯材几何模型进行网格划分。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述仿真单元具体用于：

基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中是层叠压溃状态时，输出仿真接触力位移曲线。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二更新单元，用于在所述建立刚性墙之后，所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线之前，基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，当所述芯材结构在压溃过程中不是层叠压溃状态时，更新所述面板几何模型的网格层数或网格尺寸，更新所述芯材几何模型的网格层数或网格尺寸，分别对所述面板几何模型和所述芯材几何模型重新进行网格划分，重新执行所述确定网格划分后的所述芯材几何模型的目标材料本构模型，以及所述目标材料本构模型的模型本构参数，获得所述铝蜂窝试件的有限元模型及后续步骤。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

循环单元，用于重新执行所述基于所述有限元模型和所述刚性墙进行压溃仿真计算，输出仿真接触力位移曲线及后续步骤。

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