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      某轎車側面碰撞的有限元分析

      2012-12-31 00:00:00安旭輝劉世達
      科技資訊 2012年32期

      摘 要:通過有限元法分析了某轎車側面碰撞的安全性能,衡量了轎車側面碰撞時的吸能特性。在LS-DYNA軟件中建立了某轎車的有限元模型,模擬碰撞時參考了C-NCAP側面碰撞法規(guī)。最終對該轎車側面碰撞安全性能進行有限元模擬分析,為進一步的優(yōu)化和改良提出了建議。

      關鍵詞:側面碰撞 有限元方法 抗側碰性能

      中圖分類號:U463.834 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0071-02

      汽車碰撞試驗是研究汽車安全性最準確可靠的方法,但是由于真實碰撞的過程比較復雜,試驗費用較高。所以通過計算機仿真來分析汽車碰撞,取代碰撞試驗,已經成為研究汽車安全性的新趨勢[1]。

      在汽車被動安全的研究領域里,應用比較廣泛的理論和計算方法是在20世紀70年代由美國LawrenceLibermore國家重點實驗室提出的CAE有限元分析理論。

      本文將利用LS-DYNA軟件,對某轎車的側面碰撞進行模擬仿真計算,分析結果,對汽車安全性予以評價,為進一步的車身改良提出參考意見。

      1 C-NCAP碰撞試驗方法

      1.1 側撞實驗條件

      1.2 側撞試驗的評價指標

      2 仿真模型的建立

      2.1 整車有限元模型的建立

      利用Hypermesh軟件在已建立的有限元模型上進行有限元網格劃分。為便于求解計算,模型右側車門已略去,換成4根梁代替。對于一些剛性較大、碰撞過程中幾乎不變形吸能的零件,如發(fā)動機、變速箱、轉向器等部分也予以省略,計算碰撞時由mass單元取其配重。以10 mm為網格尺寸的基準,為保證求解速度,最小單元尺寸不小于3 mm,建立的車體有限元模型大約有60萬個單元。

      2.2 移動壁有限元模型的建立

      2.3 k文件的建立

      3 結果計算

      (1)各點的侵入速度均小于目標值7.5 m/s,滿足設計要求。

      (2)除門檻處侵入量小于目標值以外,其它各部位侵入量都大于目標值,未滿足設計要求。

      4 結論

      由以上計算結果可知,該轎車碰撞時會導致駕駛者生存空間不足,外界侵入速度過快,存在安全隱患。因此建議更改防撞桿結構并強化B柱結構。

      本文采用LS-DYNA軟件,按照C-NCAP側面碰撞法規(guī)建立了某轎車側碰模型,進行了CAE仿真計算,最終提出了該車型結構優(yōu)化改進建議。該試驗車型B柱強度不夠,導致侵入量過大,駕駛者生存空間不足。建議增加側面防撞桿強度,更改B柱結構及強度。

      參考文獻

      [1]杜子學,彭麗芳.汽車側面碰撞的計算機仿真分析[J].北京汽車,2009(1):19-22.

      [2]中國汽車技術研究中心.C-NCAP管理規(guī)則[M].天津:中國汽車技術研究中心,2006:83-85.

      [3]GB20071.中華人民共和國國家標準.汽車側面碰撞的乘員保護[S],2006.

      [4]張君媛,王海,馬迅.轎車側面抗撞性簡化參數(shù)化模型的建立及應用[J].吉林大學學報:工學版,2009(3):300-304

      [5]張維剛,鐘志華,趙幼平,等.計算機仿真技術在汽車正碰安全性能改進中的應用研究[J].機械工程學報,2002,3.

      [6]郝琪,曹淑安,吳勝軍.轎車側門防撞桿對車門側碰性能影響的數(shù)值模擬研究[M].2008.

      [7]劉吉明,雷剛,廖林清.車門靜態(tài)剛度的有限元分析[M].2008(9).

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