結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件在增強(qiáng)車輛側(cè)撞性能中的應(yīng)用

2013-06-06 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

本文借助于Altair 公司優(yōu)秀的前后處理軟件HyperMesh & HyperView及Ls_Dyna軟件,對轎車的側(cè)面碰撞安全性進(jìn)行研究,同時(shí)運(yùn)用一種全新的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)方案改善側(cè)面碰撞性能以滿足最終側(cè)撞要求。

楊明來源:Altair
關(guān)鍵字:CAE HyperMesh&HyperView 側(cè)面撞擊結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件

1 概述
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,汽車作為現(xiàn)代交通工具越來越普及。車輛的急劇增長一方面給人們的生活和生產(chǎn)帶來極大的方便,但同時(shí)也使交通事故數(shù)量及其造成的人員傷亡數(shù)量一直呈上升趨勢。為提高汽車被動(dòng)安全性能,減少乘員傷亡,在汽車開發(fā)階段必須研究汽車結(jié)構(gòu)的耐撞性。本文比較系統(tǒng)地提出了一種改善汽車側(cè)面碰撞安全性的方法。針對某款轎車側(cè)面撞擊的仿真結(jié)果,對該款轎車側(cè)面撞擊的結(jié)構(gòu)耐撞性進(jìn)行分析和評價(jià),為轎車結(jié)構(gòu)耐撞性的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。在整車仿真平臺(tái)上,提出改善汽車側(cè)面撞擊性的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,并對改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行碰撞仿真分析,通過與原結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果的對比,驗(yàn)證本公司的機(jī)構(gòu)加強(qiáng)件對車輛側(cè)撞性能改善的作用。
2 有限元分析結(jié)果
通過HyperMesh對某車型建模并添加相應(yīng)的邊界條件,然后通過Ls-Dyna計(jì)算,最后在HyperView中分析結(jié)果。(這里只顯示與側(cè)撞相關(guān)的局部模型)

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件在增強(qiáng)車輛側(cè)撞性能中的應(yīng)用+有限元項(xiàng)目服務(wù)資料圖圖片1

側(cè)撞前CAE局部模型側(cè)撞后CAE局部模型

從HyperView 的分析中可以看出,模擬撞擊后B柱中部和B柱頂部變形較大,同時(shí)分析結(jié)果也可以明確這兩個(gè)位置的侵入量也很大。
3 改進(jìn)方案
從CAE的分析結(jié)果看,必須加強(qiáng)B柱中部和B柱頂部的結(jié)構(gòu),一般的改進(jìn)方案是另外增加筋板,增加現(xiàn)有筋板厚度,用高強(qiáng)度鋼材等方法,這里提出一種全新的改進(jìn)方案:在這兩個(gè)位置放入本公司的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件以提高這兩個(gè)位置的強(qiáng)度。與傳統(tǒng)加強(qiáng)方案的比較:可以在保持強(qiáng)度的同時(shí)減輕重量(材料為塑料);裝配工序簡單,不需要在流水線上增加新的工位。

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件在增強(qiáng)車輛側(cè)撞性能中的應(yīng)用+有限元項(xiàng)目服務(wù)資料圖圖片3
B柱頂部位置的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件在增強(qiáng)車輛側(cè)撞性能中的應(yīng)用+有限元項(xiàng)目服務(wù)資料圖圖片4
B柱中部位置的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件

4 改進(jìn)后的CAE分析結(jié)果
將兩個(gè)加強(qiáng)件放入整車模型中,在HyperMesh中添加相應(yīng)的約束和接觸,完成Ls_Dyna計(jì)算后,在HyperView中分析結(jié)果:

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件在增強(qiáng)車輛側(cè)撞性能中的應(yīng)用+有限元項(xiàng)目服務(wù)資料圖圖片5
增加結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件后側(cè)撞后CAE局部模型

通過HyperView的分析可以看出:在B柱中部和B柱頂部位置添加結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件后,這兩處的變形明顯減少,同時(shí)通過HyperView 分析添加結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件前后的侵入量變化,同樣可以得出在此兩個(gè)位置添加結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件對側(cè)撞結(jié)果提高很多:

添加結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件前后侵入量的比較(單位:mm)

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件在增強(qiáng)車輛側(cè)撞性能中的應(yīng)用+有限元項(xiàng)目服務(wù)資料圖圖片6

5 分析結(jié)論
運(yùn)用Altair的HyperMesh & HyperView及Ls_Dyna軟件對此車做側(cè)碰模擬分析,通過Altair的后處理軟件HyperView找出此車的結(jié)構(gòu)薄弱位置,采用一種全新的方法,在結(jié)構(gòu)薄弱部分添加結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件以達(dá)到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的作用。經(jīng)過分析后,可以看出通過增加結(jié)構(gòu)件后,侵入量和變形都有很大程度的減少,同時(shí)也最終滿足此車的撞擊測試要求。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才