(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210599130.6 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 李波　周普莉　洪涛　王彩云　 王焰　 (74)专利代理 机构 电子科技大 学专利中心 51203 专利代理师 陈一鑫 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种用于 批量铆接 部件的变形 预测方法 (57)摘要 本发明提出一种用于批量铆接部件的变形 预测方法， 属于预测形变邻域。 该方法在单钉铆 接显示动力学有 限元分析得到局部位移场数据 的基础上利用 “局部‑整体”分层映射简化批量铆 接变形模型， 实现对批量铆接部件铆接过程中铆 接变形计算效率和装配质量的提升与优化。 本方 法针对批量铆接容易累积应力应变的问题， 结合 显示动力学有 限元分析法得到单钉铆接的局部 位移场数据， 然后根据铆接变形弹塑性影 响规律 对批量铆接变形建立分层映射等效预测模型， 简 化批量铆接过程的应力应变求解过程， 提升应力 应变计算效率和控制 铆接变形， 从而进一步提高 整个批量铆接 部件的装配质量。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115017612 A 2022.09.06 CN 115017612 A 1.一种用于 批量铆接 部件的变形 预测方法， 该 方法包括以下步骤： 步骤1： 根据单钉铆接部位的多个测量点在铆接前后的位置变化， 确定单钉铆接局部位 移场； 步骤2： 进行 “局部‑整体”位移场分层映射； 步骤2.1： 对每 个铆接部位建立 一个圆柱形包围盒， 该圆柱形包围盒的半径为R'； 步骤2.2： 对铆接区域进行轴向分层， 并创建面节点集合， 由面节点集合中各节点进行 合并等效后得到等效层节点 集合SurfNode； 定义等效层节点集合SurfNode中每个等 效层节点(xpi,ypi,zpi)与创建的面节点集合中 的节点之间的距离为 l， 得到径向等比分层的距离dj和径向分层容差范围Δ； Δ＝dj‑d 其中， M径向分层的等分数； d为 l与铆接孔半径R的差值； 步骤2.3： 将前一铆接孔的位移场作为下一铆接孔铆接的边界条件将步骤1得到的局部 位移场， 依次映射到创建的相应的面节点 集合中； 步骤2.4： 根据铆接顺序， 依次对各铆接部位进行有限元计算， 计算完最后一个铆接部 位后得到整个批量铆接 部件变形量。 2.如权利要求1所述的一种用于批量铆接部件的变形预测方法， 其特征在于， 所述步骤 1的具体方法为： 步骤1.1： 确定 批量铆接 部件的单钉铆接有限元铆接模型； 步骤1.2： 确定 显式动力学有限元 方法对模型仿真求 解； 获取单钉铆接区域各部分的材料属性， 获取铆钉和批量铆接部件的前后接触关系， 获 取批量铆接部件对铆钉的边界约束条件和 约束载荷， 然后根据获取的信息对铆钉铆接过程 进行计算， 得到单钉铆接变形应力应 变云图； 步骤1.3： 选取Q个测量点， 计算这Q个测量点铆接前后垂直于径向方向上的位移变化量 σi， 即得到单钉铆接变形后的局部位移场数据集Ω( σ1, σ2,..., σQ)， σi＝Di‑D0,i∈(1,2,. .,Q) 其中， Di为选取的测量点铆接变形的钉孔直径， D0为等距选取的测量点铆接前的钉孔直 径。 3.如权利要求1所述的一种用于批量铆接部件的变形预测方法， 其特征在于， 所述步骤 2.1创建包围盒的具体方法为： 确定圆柱形包围盒半径R'对不同铆接孔半径R的取值范围为： R'＝(1.5R,2.0R,2.5R,3.0R,3.5R,4.0R) 采用下式对每 个铆接区域的坐标进行变换；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115017612 A 2h＝h1+h2 其中， (x0,y0,z0)为铆接变形前铆接孔的三维坐标； h1,h2为蒙皮和长桁的厚度； A、 B、 C为 铆接孔沿法矢方向的余弦； N为沿轴向的弹塑性主要影响区域的分层数； (xp,yp,zp)为铆接 点(x0,y0,z0)经过i'次铆接后沿法矢负方向的坐标； 以变换后的坐标(xp,yp,zp)为中心创建 圆柱包围盒。 4.如权利要求1所述的一种用于批量铆接部件的变形预测方法， 其特征在于， 所述步骤 2.4的具体方法为： 批量铆接模型进行有限元仿真求解， 除去分析步和载荷的设置， 其余与单钉铆接有限 元仿真过程一样； 分析步的设置与孔群总数T一致， 并设置铆接力FRP、 压缩速度 V3， 利用显式 动力学有限元方法模拟铆接的压铆阶段、 卸载阶段、 回弹阶段， 然后逐步对每个铆接孔进 行 铆接模拟有限元分析， 在每次铆接有限元过程中直接调用单钉局部位移场数据， 得到每个 分析步中的应力应 变数据， 以此 得到批量铆接变形量。 5.如权利要求2所述的一种用于批量铆接部件的变形预测方法， 其特征在于， 步骤1.1 中批量铆接部件中单钉铆接有限元铆接模型包括： 蒙皮模型、 长桁模型、 沉头铆钉模型、 上 下铆钉模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115017612 A 3