ansys模擬汽車(chē)碰撞的案例
ANSYS Workbench汽車(chē)防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導(dǎo)手冊(cè)
本案例文檔，適合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)水平，具有極高參考價(jià)值，請(qǐng)合理使用文檔。涉及汽車(chē)防撞梁結(jié)構(gòu)的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結(jié)果處理等各個(gè)方面。設(shè)置方法程詳細(xì)，結(jié)果結(jié)果合理。相關(guān)復(fù)合材料鋪層均可使用該文檔方法設(shè)置完成。
附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊(cè)旨在指導(dǎo)用戶(hù)使用ANSYS Workbench進(jìn)行防撞梁碰撞仿真分析。通過(guò)幾何處理、材料定義、網(wǎng)格劃分、接觸設(shè)置、邊界條件定義、計(jì)算參數(shù)配置及結(jié)果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊(cè)適用于結(jié)構(gòu)工程師、仿真分析師及相關(guān)技術(shù)人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導(dǎo)入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進(jìn)行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復(fù)等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導(dǎo)入幾何，但需確保導(dǎo)出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開(kāi)Workbench，進(jìn)入Geometry模塊。右鍵點(diǎn)擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點(diǎn)擊Generate生成幾何體，雙擊進(jìn)入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開(kāi)該模塊，再導(dǎo)入幾何。
2.2 幾何簡(jiǎn)化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡(jiǎn)化，以減少計(jì)算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點(diǎn)擊目標(biāo)面，設(shè)置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實(shí)體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結(jié)構(gòu)。
幾何檢查：切換至線(xiàn)框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
展開(kāi) abaqus汽車(chē)碰撞模擬
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汽車(chē)碰撞模擬和乘員保護(hù)
隨著汽車(chē)科技的日益發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)性能的要求和期望正不斷的變成現(xiàn)實(shí)，一輛高性能的汽車(chē)，是舒適性和安全性的完美結(jié)合。
舒適性在汽車(chē)性能上主要表現(xiàn)在震動(dòng)小、噪聲低、良好的操縱性等方面，不同級(jí)別、不同價(jià)格的汽車(chē)有時(shí)相差很大。相比之下，安全性則顯得更為重要，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)性轎車(chē)還是高級(jí)轎車(chē)，新車(chē)型在投放市場(chǎng)前都必須符合國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)，可以說(shuō)，安全性是汽車(chē)最基本的要素。
汽車(chē)安全性有主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性之分，汽車(chē)碰撞和乘員保護(hù)屬于汽車(chē)的被動(dòng)安全性范疇。
汽車(chē)碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)中包含五個(gè)方面的內(nèi)容，即：前撞，后撞，側(cè)撞，頂部壓垮（Roof crash）和側(cè)門(mén)強(qiáng)度（Side door strength）。
汽車(chē)碰撞是一個(gè)高成本的試驗(yàn)項(xiàng)目，而由于試驗(yàn)結(jié)果不符合要求重新對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改耗費(fèi)的時(shí)間和成本更是無(wú)法估算。計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，為汽車(chē)碰撞的計(jì)算機(jī)仿真模擬提供了條件。汽車(chē)碰撞的計(jì)算機(jī)仿真模擬，一般采用顯式非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)分析軟件（如DYNA-3D）。
碰撞仿真模擬要做到與試驗(yàn)結(jié)果的完全吻合，是一項(xiàng)非常艱巨的工作。為了使分析模型與試驗(yàn)樣車(chē)保持一致，除了白車(chē)身之外，汽車(chē)的許多系統(tǒng)都應(yīng)包括在內(nèi)。
汽車(chē)正面碰撞模擬分析分為帶乘員約束系統(tǒng)和不帶乘員約束系統(tǒng)兩種方法，碰撞分析中汽車(chē)結(jié)構(gòu)模型應(yīng)包括：完整的白車(chē)身，包括前后風(fēng)窗；保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，包括低速吸能系統(tǒng)；前門(mén)（帶玻璃）；發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和固定零部件；排放系統(tǒng)；前懸掛系統(tǒng)；空調(diào)和散熱器；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；儀表板固定梁；輪胎模型等。乘員約束系統(tǒng)包括駕駛員座椅系統(tǒng)，假人模型、安全帶、安全氣囊等,假人模型必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定。
在不帶乘員約束系統(tǒng)結(jié)構(gòu)碰撞方案中,考核的目標(biāo)主要是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(主要是指方向盤(pán)的上下、前后和左右運(yùn)動(dòng)位移)、腳踏板的前移量和后門(mén)檻梁（ROCKER）的速度曲線(xiàn)。
展開(kāi) LS-DYNA在汽車(chē)碰撞中的模擬
隨著車(chē)輛朝著高速化、輕量化方向發(fā)展，汽車(chē)保有量不斷增加，交通事故數(shù)量及其造成的人員傷亡數(shù)量呈上升趨勢(shì)。為提高汽車(chē)被動(dòng)安全性能，減少乘員傷亡，在汽車(chē)開(kāi)發(fā)階段必須研究汽車(chē)結(jié)構(gòu)的耐撞性。雖然汽車(chē)碰撞試驗(yàn)對(duì)車(chē)型以及被動(dòng)保護(hù)裝置的最終認(rèn)證和鑒定必不可少，但其試驗(yàn)準(zhǔn)備工作費(fèi)用和試驗(yàn)所需費(fèi)用都十分昂貴，同時(shí)受隨機(jī)因素以及環(huán)境和技術(shù)手段的影響，試驗(yàn)結(jié)果尚存在不夠穩(wěn)定和有些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取困難的問(wèn)題，而且可重復(fù)性差。國(guó)外相關(guān)研究表明，汽車(chē)的碰撞過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，不僅能預(yù)測(cè)汽車(chē)結(jié)構(gòu)本身的耐撞性能，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)在車(chē)輛開(kāi)發(fā)進(jìn)程中較好的預(yù)測(cè)其被動(dòng)安全性能，利于減少實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)次數(shù)，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，加快新車(chē)型開(kāi)發(fā)速度。
據(jù)了解，在我國(guó)的各類(lèi)交通事故中，大約有三分之一是側(cè)面碰撞。側(cè)面碰撞的致死率則居第一位。側(cè)面碰撞也是汽車(chē)碰撞的一種常見(jiàn)形式，在汽車(chē)側(cè)面碰撞中，沒(méi)有像在正面碰撞中發(fā)動(dòng)機(jī)艙和前縱梁那樣的吸能機(jī)構(gòu)，碰撞能量主要靠車(chē)門(mén)和車(chē)立柱的變形來(lái)吸收。如下圖所示為汽車(chē)側(cè)面碰撞有限元模型。
本次側(cè)面碰撞選用移動(dòng)壁障與試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行碰撞模擬仿真試驗(yàn)，本次側(cè)面碰撞是用移動(dòng)壁障90°側(cè)面碰撞汽車(chē)進(jìn)行的模擬，即移動(dòng)壁障車(chē)中線(xiàn)與汽車(chē)中線(xiàn)的夾角為90°。模型中應(yīng)盡量使用真實(shí)材料類(lèi)型，考慮到本文的參考特性，本文模型進(jìn)行了材料簡(jiǎn)化，汽車(chē)采用LS-DYNA中的1號(hào)elastic材料，避障車(chē)采用20號(hào)剛體材料本構(gòu)關(guān)系，具體設(shè)置如下：
求解之前模型還需要進(jìn)行其他的設(shè)置，比如：剛性墻所有的轉(zhuǎn)動(dòng)均被約束；碰撞接觸算法采用LS-DYNA程序中的自動(dòng)單面接觸算法；對(duì)避障車(chē)施加撞擊的初始速度；設(shè)置計(jì)算終止時(shí)間等等。
下圖為移動(dòng)壁障車(chē)中線(xiàn)與汽車(chē)中線(xiàn)成90°角碰撞結(jié)果各時(shí)刻序列圖。從圖中可以看出，車(chē)門(mén)發(fā)生了較大的變形。
展開(kāi) 
燃料電池汽車(chē)追尾碰撞模擬分析
對(duì)于焊接一般有兩種模擬方法,一種認(rèn)為汽車(chē)在碰撞過(guò)程中焊點(diǎn)不會(huì)斷裂,因此在模型中采取剛體連接;另一種認(rèn)為汽車(chē)在碰撞過(guò)程中會(huì)有焊點(diǎn)斷裂,因此在模型中采用焊點(diǎn)失效,即焊點(diǎn)單元應(yīng)力超過(guò)一定值后焊點(diǎn)單元斷裂。目前,對(duì)于其余連接方式,在不影響整體計(jì)算的情況下,一般也采用焊點(diǎn)單元定義連接。
2.2.3 材料定義
材料參數(shù)對(duì)于碰撞模擬的精度具有極其重要的意義。根據(jù)材料的拉伸曲線(xiàn)定義各材料的彈性模量、泊松比、切向模量、破壞極限、應(yīng)變率等參數(shù),材料厚度按各零件的實(shí)際厚度定義,材料密度按各零件實(shí)測(cè)的重量來(lái)調(diào)整定義,以保證整車(chē)有限元模型的重心與實(shí)車(chē)重心的一致。
展開(kāi) 汽車(chē)與高速公路護(hù)欄碰撞數(shù)值模擬
本文汽車(chē)與護(hù)欄碰撞仿真系統(tǒng)選取的護(hù)欄是高速公路常用的多級(jí)緩沖公路護(hù)欄，汽車(chē)模型建模工作是在前述有限元平臺(tái)HyperWorks 的 HyperMesh 模塊中完成的，然后利用 LS-DYNA 作為求解器，最后利用 Ls-prepost 進(jìn)行后處理來(lái)完成整個(gè)建模仿真過(guò)程的，具體的建模仿真流程如下圖所示：
圖 4.1 建模仿真流程
5.有限元模型
1）汽車(chē)有限元模型
汽車(chē)是一個(gè)十分復(fù)雜的機(jī)器,由成百上千個(gè)零部件組裝而成。因此,要建立一個(gè)比較完的汽車(chē)模型,工作量非常大,所耗時(shí)間也較長(zhǎng),目前公認(rèn)的建立一個(gè)整車(chē)模型的工作量是個(gè)人用一年時(shí)間。在汽車(chē)與護(hù)欄碰撞過(guò)程中,汽車(chē)前端和碰撞側(cè)即右側(cè)部分與護(hù)欄有接觸碰撞,產(chǎn)生的變形會(huì)比較大,對(duì)碰撞結(jié)果影響也會(huì)比較明顯。因此,在進(jìn)行碰撞計(jì)算之前,在此汽車(chē)模型原有基礎(chǔ)上,對(duì)其前端和右側(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了單元網(wǎng)格質(zhì)量和穿透等的調(diào)整,以提高計(jì)算精度。經(jīng)過(guò)調(diào)整后,汽車(chē)整車(chē)有限元模型共有10547509個(gè)單元,927471個(gè)節(jié)點(diǎn),總質(zhì)1.627t。模型的其它技術(shù)參數(shù)如表所示,整車(chē)有限元模型如圖所示。
表3 研究用車(chē)尺寸
6.碰撞過(guò)程模擬
本章中,汽車(chē)與多級(jí)緩沖公路護(hù)欄的有限元模擬條件為：
1) 模擬碰撞過(guò)程中,將護(hù)欄視為剛性體,約束其所有的自由度,即不考慮護(hù)欄的變形、位移和破壞；
2) 充分考慮碰撞過(guò)程中汽車(chē)與護(hù)欄和地面的摩擦影響,不考慮空氣阻力等的影響；
3) 不考慮護(hù)欄段之間的連接方式,只考慮護(hù)欄截面形狀對(duì)碰撞的影響；
4) 不考慮汽車(chē)與護(hù)欄端部的碰撞；
5) 不考慮碰撞過(guò)程發(fā)生前后駕駛員對(duì)汽車(chē)的緊急操作,如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等。汽車(chē)與型護(hù)欄的碰撞接觸時(shí)間大約為0.2s-0.4s。本文將模擬碰撞時(shí)間設(shè)定為0.6s。
展開(kāi) 汽車(chē)碰撞理論與正撞變形模擬方法的研究
汽車(chē)碰撞理論與正撞變形模擬方法的研究
汽車(chē)碰撞理論與正撞變形模擬方法研究.part1.rar
汽車(chē)結(jié)構(gòu)耐撞性的仿真模擬研究.part2.rar
【論文解讀】汽車(chē)一維焊點(diǎn)失效模擬-碰撞安全
應(yīng)用案例
在某車(chē)型車(chē)身總成碰撞試驗(yàn)中， 前地板與門(mén)檻結(jié)合處出現(xiàn) 5 個(gè)焊點(diǎn)開(kāi)裂， 如圖8 ， 通過(guò)本文的焊點(diǎn)試驗(yàn)方法， 建立一維焊點(diǎn)模型， 多層焊分解成多個(gè)兩層焊點(diǎn)連接， 通過(guò)力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)定了附近不同板厚、材料的零件之間焊點(diǎn)的參數(shù)， 開(kāi)裂處焊 點(diǎn) 極 限 拉 伸 和 剪 切 力 分 別 為 8． 2 kN 和14． 4 kN，應(yīng)用到碰撞仿真中， Pam － Crash 計(jì)算結(jié)果如圖 8( 中) ， 焊點(diǎn)開(kāi)裂情況和試驗(yàn)一致。對(duì)焊點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化， 增加了 5 個(gè)焊點(diǎn)后， 如圖 8( 右) ，仿真結(jié)果顯示碰撞后結(jié)構(gòu)保持完整， 能夠滿(mǎn)足碰撞安全要求。焊點(diǎn)失效參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)到一定規(guī)模后， 即可在整車(chē)范圍的焊點(diǎn)模型使用經(jīng)過(guò)試驗(yàn)標(biāo)定的失效參數(shù)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中不斷優(yōu)化存在碰撞失效風(fēng)險(xiǎn)的焊點(diǎn)，模型的精確性能夠得到保證。
本論文研究了在轎車(chē)有限元碰撞仿真中準(zhǔn)確模擬焊點(diǎn)失效的方法。對(duì)點(diǎn)焊樣件進(jìn)行拉伸和剪切力學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立了試驗(yàn)的一維焊點(diǎn)有限元模型和相應(yīng)的失效模型，使用數(shù)值優(yōu)化等方法，對(duì)焊點(diǎn)失效模型的參數(shù)進(jìn)行了校核標(biāo)定，使仿真中焊點(diǎn)的受力和失效后吸收的能量與試驗(yàn)的偏差最小。應(yīng)用此方法在仿真中再現(xiàn)并解決了某次碰撞試驗(yàn)中出現(xiàn)的焊點(diǎn)開(kāi)裂問(wèn)題。提出了建立車(chē)身焊點(diǎn)失效參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)想。
[1]連志斌,劉雍.基于試驗(yàn)標(biāo)定的轎車(chē)碰撞焊點(diǎn)失效模擬方法研究[J].上海汽車(chē),2015(06):50-53.
大家好，為了更好地提升自己，幫助自己對(duì)最新研究進(jìn)行整理和復(fù)盤(pán)，本人在學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)會(huì)進(jìn)行相關(guān)總結(jié)和分享，希望對(duì)大家有所幫助和啟發(fā)，有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)反饋和聯(lián)系，謝謝！
展開(kāi) 收集的一篇論文汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)碰撞模擬計(jì)算
東北大學(xué)的一篇碩士論文，適合于初學(xué)者看看。
ANSYS SPEOS在汽車(chē)尾燈方面的模擬與分析
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時(shí)也包括最新的行業(yè)熱點(diǎn)解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業(yè)熱點(diǎn)趨勢(shì)，諸如無(wú)人駕駛、PCB結(jié)構(gòu)可靠性、天線(xiàn)設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生等等。
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本期研討會(huì)：《ANSYS SPEOS在汽車(chē)尾燈方面的模擬與分析》將于1月22日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
ANSYS SPEOS在汽車(chē)尾燈方面的模擬與分析
日期/時(shí)間
2020年1月22日
20:00 – 21:00
課程受眾
汽車(chē)燈具設(shè)計(jì)領(lǐng)域人士
講師簡(jiǎn)介
孫鴻燁，ANSYS OPTIS應(yīng)用工程師
2014年加入OPTIS至今，負(fù)責(zé)ANSYS SPEOS光學(xué)仿真軟件，為客戶(hù)提供整車(chē)內(nèi)飾光學(xué)仿真驗(yàn)證以及汽車(chē)外部照明模擬分析等。多次參與汽車(chē)，航空人機(jī)工效分析項(xiàng)目。
課程簡(jiǎn)介
汽車(chē)燈具設(shè)計(jì)是一門(mén)結(jié)合光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、熱學(xué)設(shè)計(jì)和電學(xué)設(shè)計(jì)（LED光源的應(yīng)用）的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)學(xué)科。
展開(kāi) ANSYS Fluent 19.0汽車(chē)表面寬頻噪聲模擬 ￥8.88
本教程使用ANSYS Fluent 19.0軟件，對(duì)一汽車(chē)模型外流場(chǎng)流動(dòng)動(dòng)所引起的寬頻噪聲進(jìn)行聲學(xué)仿真，文檔內(nèi)包含詳細(xì)的網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。通過(guò)broadband noise方法求解獲得寬頻噪聲。詳細(xì)介紹了網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)、后處理的設(shè)置。采用寬頻噪聲模型模擬外流場(chǎng)引起的寬頻噪聲，后期通過(guò)不同的模型修正獲得不同類(lèi)型的噪聲衡量。
汽車(chē)充氣輪胎的路面滾動(dòng)模擬(流固耦合)（附ANSYS命令流&模型文件）
在實(shí)際工程應(yīng)用中例如：
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞運(yùn)動(dòng)內(nèi)部氣體各項(xiàng)指標(biāo)的變化、氣罐充氣過(guò)程模擬
等。
本技術(shù)案例展示了：
輪胎受車(chē)輛重力載荷壓縮
輪胎充氣模擬
輪胎與路面接觸模擬滾動(dòng)
關(guān)鍵仿真模擬技術(shù)特征：
流體靜力學(xué)單元的建立
氣體材料模型建立
加強(qiáng)單元使用（REINF265）
計(jì)算結(jié)果
輪胎充壓（右）與不充壓（左）變形結(jié)果：
輪胎滾動(dòng)模擬變形結(jié)果：
模型建立
為模擬實(shí)際情況，輪胎尺寸采用小型轎車(chē)尺寸建立幾何模型。
一、輪胎模型建立
采用SOLID186實(shí)體單元建立，先建立輪胎2D截面，后通過(guò)對(duì)軸旋轉(zhuǎn)成體。
二、輪胎內(nèi)氣體模型建立
采用HSFLD242流體靜力學(xué)單元建立，先選擇輪胎內(nèi)壁單元，采用EURF命令在輪胎內(nèi)壁與輪胎中心點(diǎn)之間生成氣體單元。
ESURF, XNODE, Tlab, Shape
!Generates elements overlaid on the free faces of existing selected elements
實(shí)際中，輪轂區(qū)域不該存在氣體單元，如圖示，因此指定這部分單元為負(fù)體積氣體單元，以忽略該部分單元的影響。
三、輪胎內(nèi)纖維加強(qiáng)模型建立
采用REINF265加強(qiáng)單元建立。選中輪胎外表面單元，采用ereinf命令定義加強(qiáng)單元。
EREINF
!Generates reinforcing elements from selected existing (base) elements.
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