Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Усовершенствованная модель сварного (заклепочного) соединения в кузовах легковых автомобилей для оптимизационных расчетов при ударных нагрузках

Опубликовано: 06.05.2026

Авторы: Ван Чжэньюй, Зузов В.Н.

Опубликовано в выпуске: #5(173)/2026

DOI:

Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Наземные транспортно-технологические средства и комплексы

Проведен анализ существующих конечно-элементных моделей сварных и заклепочных соединений, применяемых в расчетах на ударное нагружение. Представлена разработанная усовершенствованная модель соединения на основе балочных элементов, учитывающая влияние скорости деформации на процесс разрушения. Определены и обоснованы параметры модели на основе комплекса экспериментальных данных, полученных при различных скоростях нагружения. Выполнено сравнение преимуществ и недостатков предложенной модели с существующими аналогами. Моделирование проводилось с помощью программного комплекса LS-DYNA. Установлено, что новая модель обеспечивает высокую точность прогнозирования разрушения (погрешность менее 5 %) при значительном сокращении вычислительных затрат. По результатам верификации модель рекомендована для применения в оптимизационных расчетах кузовных структур транспортных средств с целью повышения пассивной безопасности. Для обеспечения требуемой точности необходимо учитывать зависимость прочностных характеристик соединений от скорости деформации и использовать упрощенный критерий разрушения на основе сил и моментов.

EDN UOSWSE


Литература
[1] Kumagai K., Hayashi S., Ohno T. Rupture Modeling of Spot Welds under Dynamic Loading for Car Crash FE Analysis. Transactions-society of Automotive Engineers of Japan, 2007, vol. 38, no. 5, p. 9.
[2] Вдовин Д.С. Разработка методики проектирования несущих систем колесных машин, выполненных с использованием сварных точечных и клеесварных соединений: дис… канд. техн. наук. Москва, 2007.
[3] Xu S., Deng X. An evaluation of simplified finite element models for spot-welded joints. Finite Elements in Analysis and Design, 2004, vol. 40, no. 9–10, pp. 1175–1194.
[4] Zhang F., Xu H., Fang X. Failure behavior and crash modelling of resistance rivet spot welding (RRSW) for joining Al and steel in vehicle structure. International Journal of Crashworthiness, 2022, vol. 27, no. 1, pp. 243–260.
[5] Seeger F. et al. An investigation on spot weld modelling for crash simulation with LS-DYNA. 4th LS-DYNA User Forum. Bamberg, 2005, pp. 1–12.
[6] Wood P.K.C. et al. A new strain rate dependent spot weld model for automotive crash applications. Proc. 11th Int. LS-DYNA Users Conf. Michigan, USA, 2010.
[7] Manual K.U.S. LS-DYNA keyword User’s manual. LSTC Co., Livermore, CA, 2007.
[8] Hallquist J.O. LS-DYNA keyword user’s manual. Volume II: Material Models. Livermore, California, USA, 2013, vol. 10.
[9] Malcolm S., Nutwell E. Spotweld failure prediction using solid element assemblies. 6th European LS-DYNA users’ conference. Gothenburg, Sweden, 2007.
[10] Zhu D. Finite element modeling method for welding structure base on spot weld failure. Journal of Electronic Science and Technology, 2017, vol. 30, no. 10, pp. 73–81.
[11] Sun X., Khaleel M.A. Dynamic strength evaluations for self-piercing rivets and resistance spot welds joining similar and dissimilar metals. International Journal of Impact Engineering, 2007, vol. 34, no. 10, pp. 1668–1682.