汽車有限元氣囊小知識

一般來說,氣囊的建模是一項比較復雜的工作任務,氣囊模型在經過網格處理、折疊、擠壓,設置氣囊參數,試驗對標矯正參數后才能在整車碰撞安全系統中使用。下面就詳細介紹氣囊建模的處理過程:

1.網格處理

我們拿到初步的側氣囊的是一具有氣囊輪廓的平面圖,需要根據氣囊的折疊線進行初始的網格劃分。新手可能是需要多做幾次進行折疊線網格的迭代修正工作。

汽車有限元氣囊小知識的圖1    
汽車有限元氣囊小知識的圖2    

氣囊輪廓平面圖&氣囊網格折疊切面圖

2.氣囊的折疊

現實中手工折疊氣囊比較簡單,但在有限元中折疊就會有一些困難了。在此使用軟件手工折疊方式,將折疊氣囊的過程給大家展示下(大神可以全程采用有限元計算的方法實現)。折疊氣囊時,前幾此折疊可能比較容易及方便,但折疊后期,隨著折疊層數的增多、氣囊變厚,折疊起來就沒那么簡單了。不信,你把一張A4紙給折疊一下,看看能折疊幾次?

汽車有限元氣囊小知識的圖3    
汽車有限元氣囊小知識的圖4    
汽車有限元氣囊小知識的圖5    

氣囊輪廓圖

第一次折疊

第二次折疊

汽車有限元氣囊小知識的圖6    
汽車有限元氣囊小知識的圖7    

第三次折疊

第四次折疊

汽車有限元氣囊小知識的圖8  

折疊過程動畫

3.氣囊的適配

氣囊折疊以后,會比氣囊外殼還要大,需要采用仿真方法將氣囊、發生器擠壓到氣囊盒內。

汽車有限元氣囊小知識的圖9    
汽車有限元氣囊小知識的圖10    

將發生器塞入氣囊

將氣囊壓入盒子中

4.氣囊對標

氣囊中發生器爆炸產生的氣流曲線一般是廠家給提供,此時,還需要進行對標工作。所謂對標,做一組不同工況的試驗,然后調整一組氣囊的參數能夠使氣囊與試驗中的加速度曲線,氣囊壓力曲線相符合。只有進行了此步工作,氣囊在整車碰撞中使用才具有可信性。平時我們使用較多的有粒子法和均壓法,兩種方法各有所長,均可使用。

汽車有限元氣囊小知識的圖11    
汽車有限元氣囊小知識的圖12    

氣囊對標

5.氣囊在整車碰撞中使用

對標過后的氣囊裝配在整車座椅上,再安裝上假人,就是可以進行工作,調整氣囊相關的參數,進行我們最終的目的降低假人在整車碰撞中受到的傷害。氣囊其實是一個位于人和車之間的氣墊,通俗說法就是調整氣墊,使這個氣墊在碰撞過程中不能太硬(硌的疼),不能太軟(氣囊扁了)人撞在車上了。

汽車有限元氣囊小知識的圖13  

本例采用的是粒子法,氣體是一個個的粒子,從氣囊中飛出。

來源:上汽安全與CAE技術

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