挤压铝型材各向异性断裂模型开发与整车碰撞应用
黄庆洋，何志高，孔庆虎，周俊，朱瑞蝶（比亚迪汽车工业有限公司）
摘要：针对高强挤压铝合金在车身防撞结构中呈现的显著各向异性及复杂失效问题，系统研究了传统Barlat89 准则与基于双重线性张量映射的Yld2000-2d 准则在碰撞仿真中的预测精度。基于实际部件开展了涵盖多应力状态（纯剪、拉剪、缺口及穿孔等）的静、动态力学试验，获取了6082-T6 铝型材的全场局部应变演化响应与断裂极限。针对实测误差及双轴拉伸数据缺失导致的直接标定难题，提出了一种基于数字图像相关法（DIC）与多工况全局寻优的逆向反演方案，实现了高效标定各向异性参数与修正莫尔-库仑准则（MMC）耦合广义增量应力状态相关损伤模型（GISSMO）损伤边界。验证结果表明，Yld2000-2d 准则精准映射了材料在复杂加载路径下的各向异性响应；在防撞梁落锤冲击与整车低速碰撞工况中，该模型准确复现了宏观撕裂形貌，并将关键侵入量的预测误差由16.1%（Barlat89准则）大幅收敛至3.9%。
关键词：挤压铝型材；各向异性；Barlat89模型；Yld2000-2d模型；GISSMO损伤模型
目录介绍
1 前言
2 理论框架
2.1 Barlat 1989屈服准则（MAT_036）
2.2 Barlat Yld2000-2d屈服准则（MAT_133）
2.3 Barlat89与Yld2000-2d 对比分析
2.4 混合硬化模型（Swift-Hockett-Sherby）
2.5 GISSMO与MMC失效模型
3 试验方案及结果分析
3.1 试验方案
3.2 试验结果及分析
3.2.1 准静态试验
3.2.2 动态应变率效应
4 各向异性本构及失效模型开发
4.1 硬化曲线构建
4.2 Barlat89与Yld2000-2d参数反演与全局优化
4.2.1 模型的参数优化策略
4.2.2 优化流程与目标定义
4.2.3 优化算法与迭代求解
4.3 应变率效应表征
4.4 GISSMO和MMC失效参数标定
4.4.1 MMC失效边界标定
4.4.2 GISSMO网格正则化
5 部件级及整车应用验证
5.1 防撞梁落锤三点弯曲试验
5.2 低速碰防撞梁断裂
6 结束语
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