材料应变率及拉、压非对称特性对汽车碰撞仿真结果的影响

以汽车前保险杠撞柱为侧,研究了材料的应变率及拉、压非对称特性对于仿真得到的零件变形过程、零件吸能特性以及碰撞力变化的影响。结果发现,材料应变率及拉、压非对称特性对仿真结果影响很大。对于某些特殊金属材料如镁合金,在仿真中必须考虑其材料应变率及拉、压非对称特性。     

材料对汽车碰撞仿真精度的影响分析

利用LS-DYAN显示算法,并针对C-NCAP碰撞评价中的三种碰撞方式,分别利用新旧材料模型对这三种碰撞方式进行仿真分析,并将CAE结果与实车碰撞试验结果进行对比。结果表明由于新材料库使用的材料应力应变曲线更加接近材料真实特性,并且包含了更多的材料在不同应变率下的应力应变曲线,新材料模型的车身加速度峰值和整体加速度曲线吻合度都更加接近试验结果,验证了材料真实性能参数设置对汽车碰撞仿真精度的重要影响。     

薄壁钢结构碰撞性能仿真中材料模型研究

讨论了动态弹塑性理论中的应变率相关材料本构关系及其在数值计算中的简化模型,研究了计入应变率、不计入应变率的双线性弹塑性材料摸型和３参数Ｂａｒｌａｔ材料模型在闭口帽型薄壁梁在轴向碰撞载荷下的屈曲模态中对数值计算结果的影响,并和实验数据进行了比较,结果显示在碰撞研究中应变率对结构碰撞特性有着重要的影响。仿真结果表明应变率是薄壁钢材料构件静动态实验结果差异的主要因素,并由此给出了应变率影响的敏感性系数。研究结果为利用有限元方法进行碰撞结构设计提供了依据。     

基于正面碰撞仿真的轿车关重零件分析及改进

建立了某轿车整车及乘员和约束系统的有限元模型,进行100%正面碰撞的数值仿真,通过仿真与试验的加速度曲线对比,验证了有限元模型的有效性.针对车体耐撞性能的不足,通过正交试验构造零件厚度对车体吸能的线性响应面,得到对能量吸收影响显著的关重零件.对关重零件中的前纵梁和前悬挂推力杆采取局部加强和改变形状的改进措施,使传力路线连续.通过整车数值仿真对比,改进方案使关重零件吸能增加,假人头部伤害值降低,说明其车体耐撞性能得到了改善.     

冲压、回弹及应变速率对双相钢成形件碰撞性能影响的模拟

针对冷轧镀锌双相钢板,在完成U型梁冲压成形及回弹模拟分析的基础上,建立了闭口帽型梁的碰撞分析模型;采用映射的方法完成了U型梁的厚度、应力、应变向碰撞结构件的结果传递;在考虑冲压成形、回弹及应变速率等的情况下,对帽型梁的碰撞过程进行了模拟分析。结果表明:在碰撞过程中,由于应变速率较高,它的影响最为明显,在模型的定义过程中需要着重考虑;因为金属变形过程的加工硬化和厚度减薄等因素的影响,冲压结果直接影响碰撞过程的模拟结果;冲压后因回弹使零件内部的应力得到释放,残余应力减小,因此导致碰撞过程中产生相同的变形需要更大的外力,考虑回弹的刚性墙反力要比没有考虑时的高。     

汽车碰撞仿真与设计的最新进展和发展趋势

介绍了汽车碰撞仿真与设计的最新进展和发展趋势。内容包括作为模拟手段的计算程序的最新进展,新的缓冲材料的应用和模拟,大规模并行程序的编制和性能的增加,侧撞障碍物模拟,乘客模型（假人）,生物人体部件模型,碰撞仿真技术扩展应用到设备跌落试验和火星着陆舱的缓冲等。通过实例和试验,介绍了１０年来碰撞仿真技术的进展情况。     

汽车与高速公路护栏碰撞的计算机仿真

汽车与高速公路护栏的碰撞是极其复杂的事件,涉及到人、车和路(护栏)三个方面的因素。对影响汽车—高速公路护栏碰撞事故的有关要素进行分析,在此基础上采用计算机仿真的方法建立了汽车—护栏、乘员—车厢的碰撞模型,对汽车和高速公路护栏的碰撞进行全面的分析。研究不同参数对人体的损伤影响,根据研究结果进一步提出护栏设计和改进的方法,从而降低事故对人体的损伤程度。     

高应变率对AM60镁合金力学性能的影响

分别采用静态拉伸试验机和冲击拉伸试验机测定了AM60压铸镁合金在不同应变率下(0.000 1,0.01,300和1 400 S-1)的拉伸力学性能,重点分析了高应变率对合金力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行了分析.结果表明:在应变率很低和很高时,合金的屈服强度、抗拉强度随着应变率的增加变化不大;从静态和动态(高应变率)结果综合比较来看,应变率对强度和断后伸长率有一定的影响,而弹性模量则对应变率不敏感;另外,动态和静态的断裂方式基本相同,都是以准解理断裂为主,局部区域呈沿晶断裂,局部区域存在典型的缩松断裂形貌.     

汽车碰撞仿真研究中点焊连接关系的有限元模拟

在汽车有限元分析仿真计算中,结构中的点焊模拟一直是一个难以解决的问题。综合现有的模拟方法,对点焊提出了一种新的处理对策,即在焊接节点之间引入一个刚性梁单元,单元可承受拉伸力和剪切力,同时引入节点耦合技术,在计算焊接节点受力的时候将节点位移约束作为惩罚项添加进去。当单元内部受力超过点焊的实际承载能力时,焊点脱开,单元自动分解为两部分,且分解后自动进入接触搜寻处理系统。     

汽车-护栏系统的碰撞特性

针对高速公路上轿车碰撞路侧护栏的交通事故形态的特征,建立"含乘员约束系统的汽车-护栏-道路"系统有限元模型,采用显式动力学有限元方法,对汽车撞击双波护栏过程进行数值模拟,并通过实车碰撞护栏试验加以验证。分析了影响系统碰撞特性的因素、系统能量吸收耗散规律、双波梁护栏等主要部件的吸能效果和乘员运动轨迹,对乘驾安全性进行了评价。     

基于遗传算法和碰撞仿真的材料参数反求

提出一种在吸能管碰撞试验的基础上采用遗传算法反求材料参数的新方法。待反求的材料参数包括板材的塑性硬化参数和应变率参数。取不同碰撞速度下吸能管碰撞试验的平均碰撞力作为参考基准,将根据实际试验条件建立的碰撞仿真模型经计算得出的相应计算结果与参考基准吻合的程度定义为目标函数,采用遗传算法搜寻与试验结果相吻合的材料参数。算例表明,该方法具有较高的精度。由于吸能管碰撞试验是车辆耐撞性设计中通常必做的试验,故应用该方法反求材料的碰撞性能参数可不必进行额外的试验。     

车辆典型薄壁梁碰撞仿真中接触摩擦问题的研究

对车辆碰撞中对碰撞能量吸收起重要作用的典型截面的薄壁梁进行了碰撞性能的有限元仿真,并与试验结果进行了比较,验证了模型的准确性。然后用此有限元模型对碰撞仿真中的接触摩擦问题进行了研究,提出了接触摩擦系数选取的一般性建议。     

汽车前纵梁碰撞特性仿真研究

汽车的碰撞安全性是影响汽车被动安全性的主要方面,汽车部件的碰撞仿真是确保车辆具有良好碰撞性能的一种重要的现代设计方法和手段,汽车前纵梁作为一种典型的薄壁梁结构件,是保证汽车具有较好正面碰撞性能的重要部件.笔者利用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对某SUV车型前纵梁进行计算机碰撞仿真分析研究,比较了改进前后前纵梁的碰撞吸能特性.研究表明经改进设计后,前纵梁的碰撞特性得到加强,研究方法和结果对汽车前纵梁设计具有实际应用价值和直接指导意义.     

有限元模型的几何精度对于碰撞分析结果的影响

以帽形梁碰撞刚性墙为例,从圆角和冲压回弹两个方面,研究有限元模型的几何尺寸精度对于碰撞仿真结果的影响,分析模型的尺寸参数精度对仿真结果中零件变形过程、零件吸能特性以及碰撞力变化的影响。     

汽车用合金化镀锌深冲钢板动态变形行为试验研究及仿真分析

针对汽车用合金化镀锌深冲钢板(DC53D+ZF),采用准静态及动态拉伸试验,对不同应变率下钢板的动态变形行为进行研究,得到0～500 s–1应变率范围内的6种应变率下的应力应变关系,在试验结果的基础上,推导出该钢板的Johnson-Cook本构模型.为进一步验证该本构模型,基于矩形梁碰撞的仿真模型,对不考虑应变率、Johnson-Cook、Cowper-Symonds模型及试验数据进行对比分析,所推导的J-C模型与试验结果吻合较好.表明所得到的模型可以很好地描述DC53D+ZF材料高应变率下的动态变形行为.     

基于汽车碰撞仿真的点焊连接关系有限元模拟方法

针对现在一般汽车碰撞有限元模型采用刚性梁作为点焊连接关系的模拟方法,通过仿真计算和参数影响分析,发现网格大小以及刚性梁与相连平面的夹角对于点焊的失效时间有着很大的影响,采用刚性梁单元模拟点焊连接关系是不稳定、不可靠的。提出以不依赖网格节点的弹—塑性梁作为点焊连接的有限元模拟方法,并经过仿真结果对比,发现弹—塑性梁单元对小网格尺寸不敏感,对于点焊失效时间的模拟是稳定、可靠的,因而更加适合在汽车碰撞仿真中对点焊连接关系进行模拟。     

基于有限元法的电动汽车车身正面碰撞仿真及拓扑优化

车辆正面碰撞的安全性是汽车被动安全性研究的重要方面。利用有限元法对电动汽车碰撞进行了研究,借助LS-DYNA分析了驾驶室最大加速度变化情况和车辆前舱的能量吸收情况,在此基础上,对车身进行了拓扑优化设计,依据优化结果对车身结构进行了改进。通过计算机仿真,分析了汽车的被动安全性,对下一步实车碰撞试验有极大的指导意义。     

材料特性参数对金属薄壁元件耐撞性的影响

利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对同种材料、不同材料特性参数的金属薄壁元件进行了碰撞仿真,研究了材料特性参数对金属薄壁元件耐撞性的影响规律。结果表明:弹性模量、屈服应力及剪切模量对金属薄壁元件耐撞性的影响较泊松比大。