基于HyperWorks的東南 DX7 卓越碰撞性能的開發

技術支持

基于HyperWorks的東南 DX7 卓越碰撞性能的開發的圖1

行業：汽車

挑戰：如何在短時間內實現碰撞性能的優化，減少物理試驗次數，同時實現約束系統的優化與匹配。

Altair 解決方案 ：Altair ProductDesign 團隊重點解決40%偏置碰撞面臨的技問題。利用分析與優化方法結合，提高產品性能。參與試驗設計，確保設計方案得到正確應用。

優點：高精度和可靠性的模型，減少物理試驗；優化改進設計方案

背景介紹

東南汽車始終以“為顧客提供精彩的汽車移動生活，促進文明汽車社會的發展”為企業使命。歷經十多年的發展，東南汽車在交融貫通國際先進造車技術的基礎上，借助三菱汽車、克萊斯勒汽車等國際品牌的技術力量，已擁有東南、三菱兩大核心品牌。放眼未來，在加強與國際汽車大廠合作的同時，東南汽車依然繼續發展自主品牌。

在當前愈演愈烈的 SUV 市場上，東南汽車基于全新產品 3.0 戰略的首款車型 DX7 乃是重拳出擊。DX7 由意大利國際最為頂級的設計公司賓尼法利納操刀擔綱全車的內外裝設計，同時集結了歐洲 100 年造車理念、三菱國際品質標準及世界級安全技術、國際合作背景、過硬的品質實力、優質供應商的先進技術和經驗，為東南 DX7 的品質奠定了堅實基礎。

除此之外，在產品的性能開發方面，東南汽車與受到業界廣泛信賴的 Altair公司合作，采用其著名的軟件 HyperWorks 進行整車仿真，特別是在碰撞安全領域，結合多種法規和國標，使用 RADIOSS 進行安全仿真模擬，不僅優化車身設計，還減輕車身重量。同時該碰撞試驗以高分獲得 C-NCAP 五星級評定。

挑戰

汽車的碰撞安全性是汽車設計開發過程中必不可少的環節。車身結構是碰撞安全的基礎，設計出具有良好碰撞吸能性能的安全車身是汽車設計的一個主要目標。汽車的碰撞安全性能最終要經過實車的碰撞試驗來檢驗，由于實車試驗成本高昂,在設計過程中不可能為驗證某一設計的合理性而反復試驗。CAE仿真分析因其可重復性、低費用、方便性等優點成為檢驗某一設計是否合理的有效方法。而 CAE 仿真能否成功的關鍵就在與試驗的吻合度。

考慮 DX7 項目時間緊和經費制約的情況下，必須盡可能在較短時間內獲得良好的耐撞性，并且一次性通過碰撞試驗驗證。這主要面臨兩方面的挑戰。其一，CAE仿真的結果必須具有非常高的準確性，能夠準確地反映碰撞試驗的狀態。基于已在諸多國際汽車廠商中運用 RADIOSS 進行大量基于試驗的對標分析的寶貴經驗，RADIOSS 基于汽車行業開發了多個功能，能夠準確仿真汽車碰撞。同時必須累計足夠多的碰撞仿真經驗，特別是很多失效模式的模擬。其二，除了分析汽車結構的耐撞性，還要對約束系統進行仿真分析與優化。 RADIOSS 被廣泛運用于包含氣囊、安全帶、轉向管柱等的約束系統，并且擁有獨特的氣囊展開等模塊。同時還需要對約束系統同樣進行對標和優化。

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解決方案

Altair ProductDesign 團隊利用 HyperWorks 幫助東南汽車進行 DX7 項目的碰撞性能的仿真優化。

40%偏置碰撞與正面剛性墻碰撞最大的區別是偏置碰撞中只有一側的縱梁結果參與變形吸能。因此，偏置碰撞更多的是對車身結構剛強程度的考察，碰撞力必須很快地通過 A 柱、門檻梁、車門腰線、地板、副車架等傳遞分散，設計中不僅要綜合考慮正面剛性墻碰撞的分析結果，還需重點關注 A 柱、門框及上邊梁等結構的變形特點。這是目前 C-NCAP 最惡劣的高速工況，下面就以此工況舉例。

40%偏置碰撞主要的對標內容包括：防火墻多個點的侵入量、歇腳板位置侵入量、A 柱的多個位置侵入量、三踏板侵入量、管柱安裝點侵入量、B柱下部加速度、B 柱下部速度、縱梁壓潰變形模式、發動機上下傳感器加速度、變速箱下部傳感器加速度、發動機前部接觸時刻、發動機后部接觸時刻、變速箱前部接觸時刻、變速箱后部接觸轉向機時刻等等。

在開發的時候，在能量管理的指導下，通過良好的總布置，留出足夠的壓潰空間，對渦輪增壓中冷器、電池、ECU 等進行合理布置；對保險杠設計、縱梁設計、shotgun 設計、地板下縱梁設計、門檻設計等均進行了大量的優化，取得了非常優秀的加速度和侵入量。并且對前部車身結構進行了減重。在約束系統開發方面，對管柱壓潰、歇腳板設計、座椅設計、安全帶限力、氣囊大小與泄氣口等均進行了優化，取得了很好的效果。以 64 公里偏置碰撞的部分對標結果舉例。通過基于 RADIOSS 的分析和優化，取得了良好的耐撞性。CAE 與仿真吻合程度高。

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