DP600板料碰撞模拟的研究

1、dp600板料碰撞模拟的研究首先在ug中建立帽形截面梁和v形截面梁的理想模型，另存为iges格式. 然后利用hypermesh软件进行网格划分，釆用自动化分网格，三边形、四边形网 格混合划分，如图41和图42所示。w形截面梁的理想网格图42 v形截血梁的理想网格4.1.2碰撞樓拟的方案及參数设置帽形截面梁和v形截面梁的理想模型碰撞模拟都是在ansys软件中进行前 处理，提交给ls-dyna求解器求解。本草节采用的软件和模拟试验步賤详见本 文图31。碰撞模拟的基本设置如下：(】)两种戡面的梁依然采用dp600高强度钢作为材料，材料属性见图34 所示。实常数设置跟第三章相同，厚度设为lmm.元类型

2、采用thin shell i63o(2) 接触类型为single surface automatic (assc),静摩擦系数为0-1.动 摩擦系数为0.1 °(3) 对帽形截面梁的y=0处所有节点约束uy方向位移为0, y 500处所有 节点约束ux、uz方向位移和royx、roty、rotz为0。约束z=0处的两侧最 外端节点uz方向位移和rotx、roty为0。约束x=40处中间线的节点ux方向 位移和roty、rotz为0。对v形截面梁的y=0处所有节点约束uy方向位移为0, y=500处所有节点约束ux、uz方向位移和royx、roty、rotz为s约束z二0 处的两侧最外

3、端节点uz方向位移和rotx、roty为0。约束x=0处所有节点ux 方向位移和roty、rotz为0。（4）选择y=500处的所有节点并创建组件命名为push,设为施加载荷组 件。添加时间数组time设为2，添加位移数组disp设为200,载荷类型设为 uy方向的位移载荷，载荷曲线类型设为諒时载荷类里。因为位移载荷具有固定 了載荷组件位移量的特点，与其他加载方式或刚性墙碰撞方式相比，能够更好 的得出某一持定单元应变屋，所以本文碰撞模型提出采用位移载荷的方案。（5）时间设骨为2®沙漏选择行为5。帽形截面梁和v形截面梁的前处理如图43和图44所示°图43相形截面架的前处理图4

4、4v形截面梁的前处理4.2理想横型的碰撞模拟试验结果基于以上模拟方案，采用理想网格模型，结构件备部分力学性能完全相同, 几何形状完全均匀无厚度减薄。提交给ls-dyna求解器求斛。其计算结果利用 ls-prepost软件打开，并对理想模型的碰撞模拟试验结果进行处理。3利用ls-prepost打开帽形截面梁的d3plot文件.取帽形截面梁上的数个节点代表，如图47所示.其节点位移变化曲线如图48所不.田47帕形裁面梁代表紡点及媒号二至- 玉三 ic*wddip-a-2000mln*«l90 os mex*005-一壬 *、 一 h1 二- ;二二 _三一工time14node r

5、87;o.j j bob-c-1bs9jdjw9图48初形戴而梁代表节点位移变化曲线利用ls-prepost打开v形截面梁的d3pk)t文件，取v形截面梁上的数个节点代表，如图49所示。其节点位移变化曲线如图410所示。图4-9 v形截面梁代表节点及编号node no554734201s11i一一 -一一 土二 ;二二 一二一二 二一壬i wi、 y fjq00.511.5time图4-iov形藏面梁代农节点位移变化曲线上述模拟结果分析如下：对于帽形截面梁，通过以上结果可以看出，两种截面的梁结构件在施加载 荷后都是先在被固定约束一端(y=0)发生变形，然后在受载荷端(¥=500)发

6、主变形，变形较大。这是由于刚开始受冲击时瞬时承载压力大，离强度钢dp600 的强度高刚性强，便得被固定一端先发生变形，但此时变形较小，随着时间的变化整个梁发生主要变形。v形裁面梁也是先在受约束端（y=0）先发生变形, 随后整个梁发生变形.帽形截面梁的各节点位移比较可以看出上要变形集中在两端，中间部位变 形量不大，变形不均匀现象更严重；而v形截面梁的各节点位移表明所有部分 变形相对均匀。这说明截面儿何形状对整体的碰撞性能有重要影响，唱形截面 梁由于截面复杂而容易变形不均匀。4.2.2理履樓型碰撞模拟试验的应变变化结果利用ls-prepost打开帽形截面梁的d3plot文件，可得其碰撞过程中y方向

7、 应变变化如图411至图4d6所示。l$-©yha user mputtine* icontqmn mm surt>c« v tmnt图4-ll t=os时帕形截面架y方向应变frt>9> l皿moeoi.wt40t.i j-<xx>t40l_jfmgxhmmt 1ls-dyna user input itnf 0 3t»?cottouri w n» surface v itrih w* wmm. m mm 4m mra 0331414fnr# lewnw42ws4i17w411u«.4mu41jj mx?. 4t

8、im42.jj»e2 j2w4<4,1 mu41、"*!图4l2 tm) 4s时惘形截烦梁y方向应变ls-oyna w«r mputc7wmcomomro< ibdsuwy,0efzmzn « mtw mmae )im43 加4.76iexm i .1.1001 j 1 mm3 j-2177m1 j41111 j aw j图4|3 t=0.8s时崭形裁面集y方向应变l8-dyna user inputffwe levtittiw 12coottera ae im imffime v-etmn*4 44m?i. m m* 7m1rniimn1i

9、«m7-»t杯*2m«e41*31412i m,4itse414.465«1图4-14t=1.2s时箱形戡面梁y方向应变ls-oyna uier input10w9cornyn m mm sf»c4 ymf*4 w4» k twfm m4 em" j?w. m mes*m,. dw<5-l.?17«1 j sj7e41 jjj图4-15 t=1.6s时帽形截面梁y方向应变lsoyna user input 伽2w02conlounmki surface y-etrtlnmln-4) 611280 at e4e

10、mt 924maam 2a6gb mtiefftf 2518rrtrflt lv,3440 20-1177e*«0 m8a-01a.0220-016.14«t>014.2me4)1ia»34-01s 1612 d 3ma4)132371lb-oyna irser mput*hrt cor*>ufi ott比wo.気*<皿'询ocoeofrx)o«>oe9图4-16t=2.0s时帽形截面梁y方向应变利用ls-prepost打开v形截面梁的d3pk)t文件，可得其碰撞过程中塑形应变变化如图417至图422所示.l«r

11、0 j0叭o «»()_ ocwoe-co iowo»«oo图417t-0s时v形截面梁y方向应变ls-ovna user inputywm» omncamoun 6 im iurf*c« y enn 用-*115411, et etvml m e7 w7f?7. m mlni>427«s2*43 m3 j0m«474 7iw42 401te414 1me41die 024mt<424s4sw ce>wumsw42.4tm*424»9ha21叫3d mw414.l2te-c1y图4-19

12、t=0.8s时v形截而梁y方向应变图4-18 t-0.4$时v形馥面梁y方向应变l8-0yna umf inputg 07w?cofttuncf im >urtk« y ttn w q 274m1 欽 ehitt zeo frmcmn 4w 02lsovna user input rwn-4.mi1m 1祕“4rrwi-4e 149f<wg« lavb1 1sw-w-7b3u«. mhqj j1图4-20 t=l 2s时v形截面梁y方向应变fna«*l«v«lsyna user mputg 160m1 20 wcofvtm

13、fbof mw 5urttc« y wwi rrm-a.44m7 4t 桃 rw, 口仲 ftmds.< ms1.10w14 10414.43«f#1图4-21 t-1.6s时v形截面梁y方向应变l&-dyma us>f iftpul rtfw- 2o9mof mmc ys+nz u “肿/；：!”wi4fnee ktm 3614u«4)1riw<4：433. jnuw. "gq1图422 t=2.os时v形截面梁y方向应变-22ueol ji-5m?0i j上述模拟结果分析如下：通过以上结果可以看出，阳形截面梁的大部分单元在碰

14、撞过程中变形量逐 渐变大-施加载荷后，y方向的应变绝对值由施加载荷端到约束端逐渐增大 随后受约束端（y=0变形量大于施加载荷端（y=500变形量，梁的两端变形 量大.中间部位的变形粗略小。喟形截面梁与v形截面梁比较.帽形截面梁在同一截面上变形均匀，但是 不同截面上变形量差距较大，这是由帽形截面几何形状复杂，不易在特定位 置集中发生应变引起的。帽形截面梁利v形截面梁都在同一截面上y方向应变主要在两侧沿上绝对 值最大.所以导致变形过程中侧沿变形15大于同一截面其他单元。相对于帽形截面梁，v形截面梁所有截面的应变情况相绘不大，变形量随 时间逐渐增大，梁受力端、中部和约束端相差不大。说明v形截面能够很

15、好的 传递能梁，但是在截面上传递能毎的能力不如帽形載面梁。4.2.3理想模型碰撞模拟试验的梁内能变化结果利用ls-prepost打开帽形祓面梁、v形截面梁的d3plol文件，可得其碰描 过程中梁结枸总内能变化曲线如图4»23至图424所示。图4-24 v形裁面梁总内能变化曲线上述模拟结果分析如f：通过以上结果町以看出，在碰撞过程中，帽形截面梁和v形截面梁的内能都增大。其中，帽形戡面梁比v形截面梁的内能增加更快，说期帽形截面梁的 吸能能力大于v形截面梁吸能能力。43冲压成形历史对碰撞性能的影响本节采用的试验方案如下：（1）采用lsprepost软件对帽形截面梁和v形截而梁的理想模型添加

16、关 键词include_stamped_part,把两种截面梁参数基本设直的冲压数值模 拟试验中（参见本文341章节）生成的dynaint件添加上去，分别添加一个方 面的成形因素伯息和添加多个成形因索信息，将这些信息映射到理想模型中， 添加关键字后生成k文件，利用ls-dyna求解器进行求解。ls-prepost软件 添加关键词*include_stamped_part功能如图425所示，0表示添加映射厚 度因索，1表示其他因素不添加。new tvma add aowc kmfele tmrfaifc kkm匚(mvn. 1)x 叭umium siamwii pami ( j址emusm

17、87;hcmirkax<* 11 1vl1严图4-25 ls-prepost濫加关键词界面（2）帽形截面梁和v形載面梁都分别做四组试验，所采用的碰撞模型分别 为理想模型，仅映射厚度减薄程度的模型，映射厚度减薄程度、应变的模型， 映射厚度减薄程度、应变和残余应力的模型前处理完成后提交ls-dyna求解 器求解。（3）利用lsprepost轶件中histoiy功能获取两种截面樂的内能变化曲线 和中间单元的应变曲线.分别取帽形截面梁和v形截面梁的中间单元，帽形截 面梁中间单元】754和v形截面梁结构中间单元99.如图426所示。图426斟形就面梁中间单元（左）和v形戳面梁结构中间单元右）0 2

18、-0.12映射厚度变化和应变其碰撞模拟结果通过分析处理，如图4-27®图430所示"2.5理想模型亠仅映射厚度变化-映射厚度变化、应竇 和残余应力tik2(s)图427粗形兹面梁中间单元y方向应变曲线tiie(s)图428幣形截面乗总内能变化曲线图429 v形裁面梁中间单元应变曲线tik(s)图4-30 v形截面梁总内能变化曲线上述模拟结果分析如下：(1) 帽形截面梁和v形裁面梁的冲压成形历史导致耳度减薄。理想模型与 仅映射厚度减薄程度的模型四组曲线做比较可以得出以f结果序度减薄使得 其与理想模型碰撞模拟试验相比，中间单元变形按增大，而吸收内能的能力降 低。这是由于材料本身减薄，并且在冲压成形阶段厚度不均匀，少部分惇度增 厚，大部分发生减薄，结构件材料本身的庁度减薄会降低其抵抗外力的能力， 从而中间单元变形更大，其吸收内能的能力也随之降低。这些因素都会导致结 构件的碰撞性能降低，在碰撞模拟试验的数值上可以看出，碰撞模拟试验中， 应