正碰结构分析报告

1、编号：*-*-*-*正碰结构分析报告项目名称:编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:*汽车有限公司2013年03月1 分析目的和意义1.2 使用软件说明 1.3 整车参数13.1 整车基本参数13.2 有限元基本参数23.3 边界条件定义34 正面100%刚性壁障碰撞分析结果4.4.1 能量检查 44.2 全局技术指标54.3 整车变形情况64.4 前纵梁变形情况74.58 柱下方加速度9.4.59 柱侵入量 94.60 转向管柱侵入量 1.0.4.61 踏板侵入量 1.1.4.62 前围板侵入量 1.1.5 总结 1.2.6 误差分析 1.2.正碰结构分析报告q汽车有限公司1分析目

2、的和意义在车辆的设计阶段进行车辆的碰撞仿真模拟，可以将车辆所需要的碰撞性能考虑在结 构设计中，为顺利通过实车碰撞试验做一些先导性的工作，同时碰撞性能是国家相关安全标准所强制要求，准确的模拟碰撞过程，并将结果反馈设计部门，做好车辆的碰撞安全设 计是出于对驾乘人员安全的考虑，同时，优秀的车辆碰撞性能也是车辆占有市场的重要的 技术资本。2使用软件说明在本次模拟中，主要使用了hypermesh前处理软件和 ls-dyna 求解器，hypermesh是世界领先的、功能强大的cae前处理软件，由altiar公司开发，目前 在世界上的应用非常广泛。hypermesh具有强大的有限元网格前处理功能，并且与众

3、多的主流cae求解器具有良好的接口 ls-dyna是一款功能强大的显式通用分析有限元 程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。3整车参数3.1 整车基本参数qq基本参数如下所示：表1 q基本尺寸车辆型号q发动机型号bg13-20外形尺寸长mm4140宽mm1590高（空载）mm1935轴距mm2760前悬mm650后悬mm725轮距前轮距（空载）mm1360后轮距（空载）mm1360质里奔数整车整备质量kg1060整备状态轴荷（前/后）kg535/525整备状态轴向白分比（前/后）%50.47%/49.53%满载质里kg1810we轴荷（前/后）kg685

4、/1125满载轴荷白分比（前/后）%37.85%/62.15%3.2 有限元基本参数本次根据项目组提供的q整车数模、零部件明细表及质量、材料特性等数据进行cae 分析，考察整车100%正面刚性壁障碰撞安全性能。使用的主要材料有dc01、dc03、bld、 20#、b340/590dp、busd、abs、pp 等。模型基本参数如下：表格2 q有限元模型信息整备质里：1080kg前排座椅r点：x: 1195 z : 616假人质量：驾驶员：75kg副驾驶：75kg总质量：1230kg节点总数：983019单元总数：889579三角形单元总数：31493 (3.5%)图1整车有限元模型图2压溃空间计

5、算：crashable space先300mm=5.233 嵋 5.233-4.067 4100 3.旧 2.907 2400, i.ai3 1.207 no resuilthlcknigss values= 5.80007 do图3白车身板材厚度分布（mmvbc- a e60-do图4开闭件板材厚度分布（mm3.3 边界条件定义试验车辆以50km/h的速度与固定刚性障碍壁表面垂直相撞。在本次模拟中，撞击接触方式为刚性墙，碰撞时速度为 50 km/h （沿x轴负向），碰撞角即垂直于壁障前表面 的直线与车辆纵向行进方向线之间的夹角为0度，同时对整车模型施加向下的重力加速度g=9.81 m/s2,

6、如下所示：图5 qq正面碰撞模型4正面100跑肝生壁障碰撞分析结果4.1 能量检查碰撞过程中能量的变化以及质量增加情况是评价模型是否正确的重要指标表格3 能量检查检查项计算结果要求沙漏能1.78%5%能量比1.00%2%质量增加0.46%5%总能量（kj）123kjn/a时间步长（s）7.2e-7n/a检查结果模型有效time图6能量曲线图7质量增加曲线4.2 全局技术指标刚墙反力曲线反映碰撞过程中刚墙受冲击力的大小，同时也可以看出整车加速度的变 化情况，如果刚性墙反力峰值过大，可能会导致车架乃至整车加速度过大， 这对于乘员的 保护是不利的。刚性墙最大反力为 488kn,在35ms左右处出现，

7、如下所示：图8刚性墙反力时间历程曲线要满足碰撞法规试验的要求，从技术指标上来讲，就是使车体的碰撞性能及乘员的损 伤指标都在一定的限制范围以内。其中，乘员头部、胸部等的碰撞加速度受车体碰撞加速 度的影响较大。在生产实际中，降低车体碰撞加速度是设计需要重点考虑的一个方面。整车加速度峰值为40 g0图9整车加速度时间历程曲线4.3 整车变形情况碰撞模拟过程中各个时段的变形情况可以反映出整车在碰撞过程中的变形情况,0ms、20ms、40ms、60ms、80ms整车碰撞变形如下所示：第15页共12页1 time =0 doomle3dm曲 i time =omnwldcas：t 1 : tirre -

8、oooccoo图10 0ms整车碰撞变形情况l闻time =0015r99l&ad匚as：心 1 . tirra - 0.019999图11 20ms整车碰撞变形情况l&ad匚1 tirrts - 0 040000图12 40ms整车碰撞变形情况lmdcbei 1 time =od60otle3dm曲 i time = oranwldcas：t 1 : tirre - ooeccoo图13 60ms整车碰撞变形情况ldcast 1 tieifi 0060000图14 80ms整车碰撞变形情况4.4前纵梁变形情况碰撞过程中，前纵梁吸收了碰撞的大部分能量，为主要吸能部件，其变形情况如下:loadc

9、ase 1 : time - 0.0d00x图15 0ms前纵梁变形情况loadcase 1 time = d 019999ii图16 20ms前纵梁变形情况loadcase 1 : tima = 0 04000d，-i _ _ jz图17 40ms前纵梁变形情况loadcase 1 time = d oeoood尸3二一，! jzyt . k. 图18 60ms前纵梁变形情况loadcase 1 : time= 0.019999loadcas? 1 : time - 0.0400x_yloadcase 1 : time= 0.060口do* 二loadcase 1 time = 0 0800

10、00loadcase 1 time = 0 d800c0图19 80ms前纵梁变形情况4.5 b柱下方加速度b柱下方加速度在碰撞过程中最能反应假人加速度状态，直接影响假人碰撞过程中的图20 b柱下端加速度曲线4.6 a柱侵入量在纵向冲击力的作用下，a柱主要承受与车辆坐标系 xz平面平行的纵向冲击力的作 用，主要表现为纵向压缩的状况。图21 a柱侵入量测量示意图ab柱间距变化量，来如图21所示，取门框上中下三处参考点，分别测出左右侧的 判断a柱侵入程度。displacementtirfifi图22左侧a柱侵入量0-图23右侧a柱侵入量四oa柱侵入量总结:表4 a柱侵入量/mmleft(mm)ri

11、ght (mm)最大侵入量upper (l1 )2312middle (l2)4024lower(l3)48344.7 转向管柱侵入量转向管柱向上向后移动量过大，可能导致驾驶员头部、胸部等的伤害增加。图24转向管柱侵入量测量示意图o2q(ee)c也ujn o,01o图25转向管柱向上向后侵入量转向管柱侵入量总结：表5转向管柱侵入量向上向后最大侵入量36354.8 踏板侵入量在正面碰撞过程中，踏板侵入过大可能增加假人大腿、小腿、脚踝等的伤害。icevjhudjuj aoe-dmayjlh- - -d 0d10020.03 q.d4 0.d5口口 b0d7 ods qg 0.1time图25踏板侵

12、入量踏板侵入量总结：表6踏板侵入量技术指标最大侵入量/mm加速踏板向上0向后34刹车踏板向上0向后47离合踏板向上8向后324.9 前围板侵入量在正面碰撞中，前围的侵入是造成假人胸部、腹部以及大腿受到伤害的重要原因之一,如果侵入量过大，则可能导致这些部位伤害过大。q前围最大侵入量为139.5mmcartour pio* 9.3*01 e*o17.751 e+d1b.201 e+01 4.&51e*01 3.1coe4011.55oe+d1 uoge+oomg = 1.15 e*02mil b n.odde-kid node 1925口注口lacmtrnntthaq)twkng system ki = 1 r1.3.e+02 -124qe+02l1,db5e+d2 vu图26前围侵入量位移图5总结本文根据提供q数据，进行了该车的正面100%刚性壁障碰撞安全性能分析，在分析 过程中，严格按照项目组提供的数据，真实反映了实车的结构形式，根据项目组提供的材 料特性、密度、质量设置参数等进行计算。表7总结技术指标目标值分析值高性能值低性能值最大侵入量/mma柱侵入量左边10020048右边34转向管柱 侵入量向上728836向后9011035踏板 侵入里加速 踏板向上向上：72向后：1