应用CPM法模拟折叠气囊

针对新近开发的粒子法(Corpuscular particle method,CPM)进行模拟折叠气囊静态以及动态展开的应用研究,并建立乘员安全分析有限元模型分析实车正碰情况下安全气囊和安全带对乘员的影响。基于CPM法与控制体积法(Control volume,CV)模拟折叠气囊静态展开试验,对比结果表明CPM法能有效模拟气囊内高速气体流动,可简化等效研究气体分子行为,是替代CV法真实有效地模拟气囊膨胀过程的数值分析方法。通过CPM法仿真正碰情况下乘员约束系统中的折叠气囊动态展开,并与实车正碰试验结果对比得出CPM法能较准确地反映实际情况的结论。在此基础上讨论安全带的约束作用后,重点研究CPM法模拟折叠气囊动态展开对在位(In-position,IP)乘员的保护效果:安全气囊对IP乘员头部的保护作用较好,安全带对IP乘员胸部的保护效果更持久,只有安全气囊与安全带联合使用的约束系统对乘员保护作用效果最好。     

基于RVE方法的磁流变弹性体力学行为的预测

磁流变弹性体是一种在不同磁场条件下力学性能可控的智能材料。磁流变弹性体的模量为无磁场下材料的模量和磁场诱导产生的模量之和。运用基于周期性边界条件的代表性体积单元法,用理论和有限元两种方法对比研究了无磁场下磁流变弹性体的宏观弹性模量和剪切模量。通过引入Maxwell应力张量,研究了磁流变弹性体在不同磁感应强度下对磁场诱导产生的弹性模量和剪切模量的影响。用RVE的方法证明了,磁流变弹性体由于磁场诱导产生的弹性模量是负数,但总的弹性模量是正数,且其大小随磁感应强度的增大而增大。而其初始剪切模量则始终为正数,其大小随着磁场强度的增大而增大,这与偶极子理论推导得到的结论一致。