固体力学专题.ppt

1、汽车碰撞的数值模拟，自动减震，本文主要内容有：一、汽车安全性的研究意义二、汽车安全性的研究方法三、国内外汽车碰撞的数值模拟研究现状四、用ansys进行简化模型的模拟、汽车安全性的汽车交通事故的死亡人数在1985年达到了4.09万人，在1995年达到了7.1万人。 随着社会的发展，我国汽车保有量、公路行驶距离、交通事故死亡数量也逐年增加。 因此，汽车的安全性变得更加重要。 为了切实减少汽车交通事故、解决交通拥堵、减轻驾驶员劳动力、解决汽车社会出现的各种问题，日本政府提出了先进的安全车(ASV )研发方案，1991年成立了ASV研究小组，同年在中央交通安全对策会议上提出了交通安全基本订划。 发达国

2、家汽车保有量增加，但汽车交通事故死亡数和死亡率呈下降趋势，主动安全性和被动安全性大幅提高。 这表明先进的安全技术将转变为生命。 二、汽车安全性的研究方法，一.试验研究汽车安全性的研究最初是通过试验进行的，汽车安全性评价的主要目的是确保乘员的生存空间，缓和冲击，防止火灾等。 根据上诉目的，试验方法可分为实车碰撞试验、试验台上冲击试验、台车冲击试验、静态强度试验4种。 实车碰撞试验离事故情况最近，是综合评价车辆安全性能的最基本方法。 其他三种测试方法都适用于根据实车测试的结果确定测试条件，评价由零部件和零部件组成的安全系统。 2、在应用计算机仿真技术研究汽车碰撞安全性的汽车被动安全性研究中，从国外

3、60年代中期开始了计算机碰撞仿真研究。 特别是近20年来，碰撞模拟技术发展很快。 这是因为随着修正机软硬件技术的发展，修正机的性能提高，应用越来越普及，另一方面，汽车市场的激烈竞争，要求提高新车种开发的成功率，降低开发费，缩短开发周期。 为了满足需求，汽车产品的开发必须采用先进的计算机辅助手段。 与实验相比，计算机模拟具有以下优势：需要的周期短，需要的费用便宜有重现性，可以得到任意需要的数据，三、国内外汽车碰撞的数值模拟研究现状，美国首先展开了汽车碰撞研究。 早起主要是在进行实车碰撞试验的60年代开始了计算机模拟碰撞技术。 近20年来，计算机模拟技术迅速发展，已出现了许多成熟的商业化冲突模拟软

4、件包。 例如，PAMCRASH和LS-DYNA3D。 可以进行车体结构碰撞大变形模拟和标准假人碰撞中的动态响应分析。 国内：吉林工大对碰撞所需的汽车碰撞刚度和汽车正面碰撞方程等问题进行了研究。 清华大学将多刚体动力学应用于碰撞事故中人体的运动模拟，研究安全带对人体的保护作用。 其他大学引进了DYNA3D软件，进行了一些碰撞模拟研究。 目的：尽可能准确地模拟汽车碰撞中的几种力学机理，以修改再现的安全带和气囊等成员保护系统为参考。 中的组合图层性质变更选项。 有限元包括三个步骤：预处理(建模)、应用载荷校正和后处理。 a .碰撞中车身、车架变形及动态响应的重要前提是建立正确的汽车结构有限元模型。

5、由于整车修订的零件很多，如何构筑这些零件的数学模型，使碰撞特性符合实车碰撞结果，很复杂，工作量很大。 b、汽车碰撞是一类瞬态大变形非线性问题，碰撞过程及其复杂程度，其中碰撞压力变形是重要的特征残奥仪表。c、后处理可以看到碰撞中不同时间的变形、应力分布情况。theoriginalfiniteelementmodelofhonda、theautomobilemodelcansimulatefullfrontal、offset frontal crash .以及当前模拟存在一些难点。 1、modelstructuremodificationandrefinementinthemodel， there

6、arehundredsofindividualpartsthatareconnectedtomakeuptheautomobilestructure.(连接测试，材质属性)质量盘computationalissuesofmodelsimulationsseveralmajorcomputationalissuesassociatedwithls-dynaandthemodelneedtobeaddresseed negative rapidcompressionwillresultandnegativevolumeswouldbecomputed.suchas (雷达，设置客户)，b shoo

7、tingnodesanotherfrequentlyoccurringcomputationalproblemwasaterminationduetomassincrease.factors (poormeshquals ) redundant calculationofaccelerationstovalidatethemodel， theaccelerationresponsesofthemodelwerecomparedwithphysicaltestdataatspecifiedlocations.thecalculationofaccelerationsofthemmod plish

8、edbyaveragingtheaccelerationsofagroupofnodesfromtheregionofapartwhereanaccelerometerwasplacedinthephysicaltest. conclusion theresultsofcomputationalsimulationswerevalidatedwithtestdataofactualvehicles.thevalidationindicatesthatthemodelissuitable asas putationaltestsofthemodelshowthatthemodel

9、iscomputationallystable、reliable、andreeliable乘用车的车身建模是一个复杂而复杂的过程，其工作量乘以从减少计算时间和工作量的观点出发，对整车模型进行必要的简化，只考虑在车架、车体和保险杠等碰撞中起主要作用的部分，不考虑焊接、铆接和粘接等的影响。 整车模型，网格分割。 按市场轿车的类型，将有代表性的一种车型模型化。 对ANSYS预处理模块中创建的轿车模型进行映射网格分割。 然后，进行材料模型的选择、边界条件的处理，生成L S- DYNA所需的输入条件，最后用L S- DYNA解算器进行修正运算。 如下图所示，是整车的有限元网格的划分图。 由于汽车碰撞是一

10、个瞬态大变形非线性问题，整个模型采用了纠正2种单元类型，分别为2D的visco106、3D的visco07。 为了简化，材料只选择了一种钢材。 汽车网格分割、碰撞过程的能量变化。 汽车碰撞过程代表能量守恒、动量交换的过渡过程，其动能大部分迅速变为变形能，小部分通过声能、热能等其他能量消散。 在能量变化明显的当前汽车碰撞过程中，汽车碰撞开始于碰撞体与被碰撞体接触、变形从小到大，然后两车体反弹分离，直到各自运动停止。 崩塌变形提供了重要的理论依据。 根据大量的修正结果，碰撞后的最大变形时间为，与碰撞速度相关的：为碰撞速度13. 4m/s (48. 3km/h )时，最大变形时间为以75ms左右形成的碰撞速度19. 4m/s (70km/h )时，最大变形为60ms左右。 冲击速度为26. 7m/s (96km/h )时，最大变形为0ms左右。 冲击速度为33. 3m/s(120km/h )时，最大变形为40ms左右。 此时，对应的动能正好衰减了95%以上。 这一