汽車碰撞仿真的案例
汽車碰撞仿真中的GISSMO材料卡片及設(shè)置方法
碰撞安全性是汽車結(jié)構(gòu)件需要優(yōu)先保障的服役性能。為了提升汽車的開發(fā)效率，工程人員在設(shè)計(jì)階段通常借助有限元仿真預(yù)測汽車在碰撞過程的變形和斷裂，如圖1所示。仿真模型的預(yù)測精度很大程度上取決于模型中設(shè)置的材料性能的準(zhǔn)確度。在汽車工業(yè)，材料性能數(shù)據(jù)通常是以材料卡的形式提供給仿真工程師，并可直接導(dǎo)入汽車碰撞仿真軟件，可以理解為每一張材料卡都記錄了某牌號材料在各種加載條件下的性能數(shù)據(jù)。
圖1 汽車碰撞仿真
隨著汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的日益完善和汽車輕量化指標(biāo)的提高，汽車結(jié)構(gòu)件的選材和設(shè)計(jì)優(yōu)化也迎來新的挑戰(zhàn)。高精度材料卡已經(jīng)成為汽車碰撞安全設(shè)計(jì)體系的重要拼圖。商業(yè)CAE軟件，如LS-Dyna，提供了多種不同牌號材料卡。常用的材料卡包括：常應(yīng)變失效材料卡，Johnson-cook材料卡，Gissmo材料卡，DIEM材料卡，CrachFEM材料卡等。對于同一組測試數(shù)據(jù)，采用不同牌號的材料卡會(huì)得到不同的擬合結(jié)果。由于汽車結(jié)構(gòu)件在碰撞工況下受力狀態(tài)復(fù)雜（如圖2所示），有必要采用高精度的塑性本構(gòu)及斷裂模型進(jìn)行碰撞仿真。
圖2 汽車正面碰撞工況下力的傳導(dǎo)
以Gissmo失效模型為例，它同時(shí)考慮了材料在不同受力狀態(tài)下臨界失效應(yīng)變值的不同、材料的非線性應(yīng)變路徑及非線性損傷累積。同時(shí)，該失效模型可以和多種材料本構(gòu)模型進(jìn)行組合使用，能夠?qū)?fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的失效模式進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，有助于提高汽車碰撞仿真的預(yù)測精度。
Gissmo模型的標(biāo)定可以分為以下6步：
1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：確定需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)類型和參數(shù)，例如靜態(tài)加載、動(dòng)態(tài)加載，以及加載條件的范圍和級別。
2. 試樣準(zhǔn)備：準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)脑嚇樱⒋_保它們代表了實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的應(yīng)力狀態(tài)和加載條件，通常包括單軸拉伸試樣，中心孔拉伸試樣，缺口拉伸試樣，0度剪切試樣等。
3.
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120km/h 碰撞瞬間有多驚險(xiǎn)？用 workbench LS-DYNA 揭秘汽車安全的數(shù)字密碼?
隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，我們對汽車的期待早已不止于代步。在眾多考量因素中，安全性無疑是大家心中的重中之重，而正面碰撞的被動(dòng)安全性更是衡量汽車安全性能的關(guān)鍵指標(biāo)。今天，我們就借助 workbench LS-DYNA 這款強(qiáng)大的工具，通過一個(gè)汽車碰撞仿真實(shí)例，帶大家一窺汽車碰撞背后的奧秘。?
先來看個(gè)直觀的動(dòng)圖，感受下碰撞發(fā)生時(shí)的瞬間變化。
本文正是以 workbench LS-DYNA 為平臺(tái)，搭建汽車碰撞模型并進(jìn)行計(jì)算仿真，從而獲取碰撞后的擠壓變形等關(guān)鍵信息。不過要說明的是，此次仿真僅為方法性演示，并未采用實(shí)際汽車模型，而是建立了簡化后的模型，邊界條件也均為假設(shè)，實(shí)際情況還需以試驗(yàn)參數(shù)為準(zhǔn).
一、模型建立：簡化中見真章?
我們在ANSYS 的 DM 中構(gòu)建了此次仿真的模型，結(jié)果如下圖所示。這是一個(gè)簡化模型，雖不復(fù)雜，卻能清晰地表示汽車的基本形狀，為后續(xù)的仿真打下基礎(chǔ).
二、網(wǎng)格及邊界條件：細(xì)節(jié)決定仿真質(zhì)量?
這個(gè)汽車簡化模型，在 workbench 中還搭配建立了墻壁和地面。模型的殼體厚度設(shè)置尤為關(guān)鍵，它代表著汽車殼體的鋼板厚度。由于采用 shell 單元建立模型，網(wǎng)格也相應(yīng)地采用 shell 劃分
?
在邊界條件方面，我們給汽車整體加載了 120km/H 的速度，換算下來就是 33m/s，這可是相當(dāng)快的速度了。同時(shí)，設(shè)置汽車和墻壁、汽車和地面為無摩擦接觸，墻壁和地面則固定不動(dòng)。
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基于Abaqus的汽車碰撞仿真,有任何疑問請
汽車碰撞結(jié)果截圖.doc
聯(lián)系QQ:1317425016
HyperWorks在汽車與行人腿部碰撞仿真中的應(yīng)用
圖3 整車約束條件 圖4 腿部沖擊器與汽車碰撞仿真模型
3 仿真結(jié)果分析
本文利用HyperView軟件對仿真結(jié)果進(jìn)行后處理。HyperView是一個(gè)強(qiáng)大且全面的CAE仿真和試驗(yàn)的后處理可視化環(huán)境，具有直觀的、高性能的圖形界面，能夠顯著降低工程分析的時(shí)間和成本。
HyperView可以直接輸出法規(guī)所考察的參數(shù)，即脛骨加速度、膝關(guān)節(jié)剪切位移和膝關(guān)節(jié)彎曲角度。通過比較，仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的一致性，各參數(shù)之間的誤差分別為4.69%、9.91%、1.64%，如圖5、圖6、圖7所示。以上分析結(jié)果表明，計(jì)算機(jī)仿真模擬能較好的反映腿部沖擊器與汽車的碰撞過程，能夠?qū)ν炔考跋リP(guān)節(jié)的損傷程度進(jìn)行正確預(yù)測。
圖5 脛骨加速度仿真與試驗(yàn)結(jié)果對比
圖6 膝關(guān)節(jié)剪切位移仿真與試驗(yàn)結(jié)果對比
圖7 膝關(guān)節(jié)彎曲角度仿真與試驗(yàn)結(jié)果對比
4 結(jié)論
由以上分析結(jié)果可見，HyperWorks在汽車與行人腿部碰撞仿真分析中發(fā)揮了極大的作用。本文在其軟件支持下，應(yīng)用有限元法和計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)，對腿部沖擊器與汽車的碰撞過程進(jìn)行模擬分析。其仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好的一致性，為汽車與行人碰撞過程的研究提供了更有效更經(jīng)濟(jì)可行的方法。在新車開發(fā)設(shè)計(jì)階段，能夠正確預(yù)測整車的行人保護(hù)安全性能并為其性能優(yōu)化提供參考依據(jù)。
展開 
維克弗里斯特大學(xué)基于 HyperWorks開發(fā)車輛碰撞仿真的人體模型
行業(yè)：高校/科研，汽車
挑戰(zhàn)：汽車碰撞仿真中的有限元人體模型的開發(fā)
Altair 解決方案：采用HyperMesh、HyperMorph和RADIOSS進(jìn)行開發(fā)及驗(yàn)證
優(yōu)點(diǎn)“計(jì)算人體模型模擬，可以使評；估更加接近于現(xiàn)實(shí)，從而改進(jìn)；工程設(shè)計(jì)，以防止車輛碰撞時(shí)造成的潛在人體損傷。
項(xiàng)目介紹
維克弗里斯特大學(xué)（Wake Forest University）是一所在生物醫(yī)學(xué)科學(xué)和生 物工程領(lǐng)域領(lǐng)先的研究型大學(xué)，為學(xué)生和教師提供了個(gè)人和專業(yè)成長的優(yōu)異機(jī) 會(huì)。
該大學(xué)醫(yī)學(xué)院的損傷生物力學(xué)中心（CIB）研究汽車碰撞造成的損傷，更 加深入了解損傷人體的耐受性，幫助工程師制定更加健全的安全對策。自 2006 以來， CIB 的 Joel Stitzel 和 Scott Gayzik 博士一直是全球人體建模協(xié)會(huì) （GHBMC）的主要研究人員，GHBMC是一個(gè)國際性的協(xié)會(huì)，包括汽車制造商、 供應(yīng)商、研究型大學(xué)及政府機(jī)構(gòu)，旨在提高碰撞仿真中人體建模技術(shù)。
挑戰(zhàn)
計(jì)算模型的建立是損傷生物力學(xué)和創(chuàng)傷研究的一個(gè)不斷增長的組成部分。 詳細(xì)的人體模型的數(shù)學(xué)建模，可以準(zhǔn)確模擬人體在真實(shí)情境中的碰撞損傷情況， 有助于進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以幫助防止發(fā)生潛在的人體受傷。開發(fā)詳細(xì)人體模型的 第一步是在數(shù)學(xué)上量化基本的人體器官、骨骼及身體的四肢這些會(huì)受創(chuàng)傷的部 分。由此產(chǎn)生的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確地代表了一系列的汽車乘員：成人（男 性和女性）、幼兒（3-6 歲）和嬰兒。其次，人體數(shù)據(jù)必須進(jìn)行離散化，以產(chǎn) 生精確的一系列的有限元（FE）模型，這些不同的身體系統(tǒng)的有限元模型，集 成為整個(gè)人體模型。最后，整個(gè)人體模型必須在汽車碰撞模擬乘員和行人的影 響條件進(jìn)行驗(yàn)證。
展開 《汽車碰撞安全技術(shù) 》
【版次印次】 1
【ISBN書號】 7111123441
【開 本】 開
【裝 幀】 平裝
本書以作者多年的研究成果為基礎(chǔ)，較為系統(tǒng)地討論了汽車碰撞安全技術(shù)問題。內(nèi)容主要包括汽車碰撞安全技術(shù)及碰撞安全法規(guī)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，汽車碰撞安全性設(shè)計(jì)與改進(jìn)的基本方法，汽車碰撞過程計(jì)算機(jī)仿真的理論與方法，汽車碰撞過程計(jì)算機(jī)仿真建模與應(yīng)用，汽車乘員保護(hù)系統(tǒng)及汽車碰撞試驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用等。這些問題各有特點(diǎn)，又相互關(guān)聯(lián)，是現(xiàn)代汽車碰撞安全技術(shù)研究中不可缺少的重要內(nèi)容。本書既涉及理論與方法，又包含相關(guān)技術(shù)與裝備；既討論了碰撞仿真技術(shù)，也研究了碰撞試驗(yàn)技術(shù)；既注重汽車結(jié)構(gòu)的碰撞安全性問題，又考慮了乘員保護(hù)系統(tǒng)。本書所討論的理論、方法和技術(shù)都經(jīng)實(shí)踐證明有效，并應(yīng)用在工程實(shí)際中，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益的經(jīng)濟(jì)效益。本書可作為高等院校車輛工程專業(yè)研究生教材、本科生選修課教材以及工程技術(shù)人員的參考書，也可作為相關(guān)技術(shù)管理人員的決策參考書。
展開 workbench LS-DYNA中汽車碰撞實(shí)例 ￥88
隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車的要求越來越高，顯然安全性是最重要的，，尤其是正面碰撞的被動(dòng)安全性是反映汽車安全性能的一個(gè)重要方面。
本文以workbench ls-dyan中建立起車碰撞模型，并進(jìn)行計(jì)算仿真，獲取碰撞之后的擠壓變形。
注：仿真為方法性仿真，沒有實(shí)際汽車模型，僅僅建立簡化后的汽車模型，邊界條件均為假設(shè)，實(shí)際情況請以試驗(yàn)參數(shù)為準(zhǔn)。（如有需要聯(lián)系 fwz0703@163.com）
1、模型建立
本文在ansys的DM中建立模型，建立的結(jié)果如下圖所示，為簡化模型，僅僅表示汽車形狀
2、網(wǎng)格及邊界條件
該模型為汽車簡化模型，在workbench中建立墻壁和地面，如圖所示，模型需要設(shè)置殼體的厚度，即汽車殼體的鋼板厚度。
該模型劃分網(wǎng)格，由于采用shell單元建立模型，網(wǎng)格也采用shell劃分網(wǎng)格
邊界條件加載為汽車整體加載120km/H的速度，即速度為33m/s
設(shè)置汽車和墻壁，汽車和地面為無摩擦接觸
墻壁和地面設(shè)置為固定
整體計(jì)算時(shí)間設(shè)置為30ms，可以較多的查看到碰撞之后的變形效果
3、汽車碰撞仿真結(jié)果
可以獲取汽車的變形情況和汽車碰撞之后的應(yīng)力分布，結(jié)果如圖所示
可以獲取汽車零件的動(dòng)能、內(nèi)能、沙漏能等參數(shù)的變化曲線，沙漏能需要小于總能量的5%
另外可以獲取指定點(diǎn)的速度加速度等變化曲線
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要考察的是駕駛?cè)藛T的加速度和空間擠壓變形情況
展開 汽車與行人腿部碰撞的仿真（免費(fèi)領(lǐng) ：汽車碰撞精選資料合集）
文末可以免費(fèi)領(lǐng)取《汽車碰撞精選資料包》。
包含內(nèi)容：HyperWorks和LS-DYNA在汽車碰撞中的應(yīng)用（PDF+模型文件）、顯示非線性（沖擊、碰撞、流固耦合）、行人保護(hù)、正面碰撞實(shí)例、新能源汽車碰撞、約束系統(tǒng)...
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[導(dǎo)讀]
交通事故傷害中，約65%為易受傷害的道路使用者。車輛與行人碰撞事故中，人體的損傷部位可以覆蓋全身，行人頭部和下肢損傷幾率最大。研究表明，行人頭部和下肢損傷在汽車與行人碰撞造成的損傷中各占約30%。
本文以小腿部沖擊器為模擬對象，利用HyperWorks的前處理軟件HyperMesh建立沖擊器和整車的有限元模型，對小腿與汽車碰撞過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，并通過后處理軟件HyperView對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，比較仿真模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證仿真模型及結(jié)果的可靠性。
一、有限元模型的建立
小腿部沖擊器及整車模型均在HyperWorks的前處理軟件HyperMesh中建立。HyperMesh是一個(gè)高性能的CAE和CFD前處理器，提供最廣泛的CAD、CAE和CFD軟件接口，可以與任何仿真環(huán)境無縫集成，尤其提供了與各種CAD數(shù)據(jù)格式的直接接口，避免為進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換而可能造成的數(shù)據(jù)丟失，在汽車、航天等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。
1. 網(wǎng)格劃分
腿部沖擊器的有限元模型及結(jié)構(gòu)如圖1所示。腿部沖擊器由兩個(gè)外覆泡沫的剛性節(jié)組成，沖擊器總長為926mm，質(zhì)量為13.4kg，小腿非撞擊側(cè)安裝加速度傳感器，位置在膝部中心下66mm處。
為了提高運(yùn)算速度，考慮到汽車與行人碰撞過程中，行人腿部只會(huì)影響到汽車保險(xiǎn)杠等前部結(jié)構(gòu)，所以在建立的仿真模型中，只取汽車A柱之前的部分并進(jìn)行一定的簡化，如省略前車燈、霧燈等對碰撞結(jié)果影響較小的部件。
展開 適用于Ls-dyna撞擊模擬的55t鞍式列車有限元模型 ￥19.89
上傳一款工作用的55t鞍式列車模型，hypermesh格式，可用于ls-dyna的碰撞分析，材料參數(shù)都已經(jīng)設(shè)置好，開箱即用，適用于Ls-Dyna初學(xué)者，用于實(shí)際仿真的模型結(jié)果如上所示，有機(jī)會(huì)出一期單獨(dú)的碰撞教程。
汽車碰撞仿真是一種通過計(jì)算機(jī)軟件模擬汽車碰撞過程的技術(shù)，它可以幫助工程師更好地了解汽車在碰撞中的行為和乘員的受傷情況，從而優(yōu)化車輛的安全性能。
汽車碰撞仿真的原理是基于物理學(xué)的有限元分析方法，通過建立車輛和乘員的模型，并設(shè)定不同的碰撞條件，來模擬車輛在碰撞中的反應(yīng)和乘員的受傷情況。這種仿真技術(shù)可以模擬不同類型、不同速度的碰撞，以及不同乘員、不同位置的受傷情況。
在汽車碰撞仿真中，需要考慮到車輛的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、碰撞吸能設(shè)計(jì)等因素，同時(shí)還需要考慮到乘員的體型、位置、安全帶佩戴等情況。通過仿真技術(shù)，可以預(yù)測車輛在碰撞中的變形情況、乘員的受傷情況，以及安全帶的性能等，從而為車輛設(shè)計(jì)和安全性能優(yōu)化提供重要的參考依據(jù)。
該領(lǐng)域通用的手段是ansa+ls-dyna或者h(yuǎn)ypermesh+ls-dyna。
車輛模型如附件所示。
展開 基于HPC云平臺(tái)上的LS-DYNA汽車碰撞仿真
本文將介紹動(dòng)態(tài)條件下的車輛碰撞行為，在HPC云平臺(tái)中使用ANSYS仿真軟件對汽車碰撞行為進(jìn)行仿真分析，以提高結(jié)果預(yù)測的準(zhǔn)確性、減少分析時(shí)間以及節(jié)省資源利用。
流程概述
圖1：車輛碰撞分析的幾何模型
圖2：車輛碰撞分析的幾何和網(wǎng)格模型
使用2D四邊形網(wǎng)格元素對汽車模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。定義了汽車組件中不同部件之間的接觸和相互作用。
設(shè)置汽車不同部件的材料特性。其中包含裝配中不同零部件的厚度設(shè)置。
下一步是定義模型邊界條件和分配負(fù)載曲線。工程師們將剛性壁用于汽車組件的沖擊，負(fù)載曲線定義為汽車的沖擊速度。
設(shè)置求解算法和收斂準(zhǔn)則。為后處理編寫的輸出參數(shù)和結(jié)果。
該模型在ANSYS LS-DYNA中并行求解，一旦解決方案收斂，最終結(jié)果用于可視化仿真結(jié)果的輸出，并使用ANSYS中的后處理軟件工具捕獲相應(yīng)的結(jié)果組件。
圖3：汽車組件的變形圖和撞擊剛性墻時(shí)的漸進(jìn)損壞
汽車撞擊剛性墻，汽車受損過程是漸進(jìn)的，損壞程度取決于車輛撞擊墻壁的速度和速度。撞擊汽車部件造成的損壞如圖4所示，損壞率可通過視覺比較：
圖4：汽車正面撞擊墻壁造成的損壞情況
利用HPC云平臺(tái)進(jìn)行仿真模擬
本次測試選擇的是256核心系統(tǒng)。主要評估車輛模型的撞擊行為，并確定具體損壞率和汽車組件上產(chǎn)生的應(yīng)力。
通過開發(fā)細(xì)網(wǎng)格和粗網(wǎng)格來設(shè)置不同的有限元模型。然后預(yù)估解決具有不同網(wǎng)格強(qiáng)度的模型所需的時(shí)間，以便在分析高密度網(wǎng)格模型時(shí)對HPC性能進(jìn)行基準(zhǔn)測試。所有開發(fā)的模型的邊界條件、求解算法、求解器設(shè)置和收斂準(zhǔn)則保持不變。
圖5和圖6展示了并行處理與否的情況下不同網(wǎng)格密度模型所需的求解時(shí)間比較圖。
展開 汽車碰撞模擬和乘員保護(hù)
隨著汽車科技的日益發(fā)展，人們對汽車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，是舒適性和安全性的完美結(jié)合。
舒適性在汽車性能上主要表現(xiàn)在震動(dòng)小、噪聲低、良好的操縱性等方面，不同級別、不同價(jià)格的汽車有時(shí)相差很大。相比之下，安全性則顯得更為重要，無論是經(jīng)濟(jì)性轎車還是高級轎車，新車型在投放市場前都必須符合國家的安全標(biāo)準(zhǔn)，可以說，安全性是汽車最基本的要素。
汽車安全性有主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性之分，汽車碰撞和乘員保護(hù)屬于汽車的被動(dòng)安全性范疇。
汽車碰撞安全標(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)門強(qiáng)度（Side door strength）。
汽車碰撞是一個(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設(shè)計(jì)進(jìn)行修改耗費(fèi)的時(shí)間和成本更是無法估算。計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展，為汽車碰撞的計(jì)算機(jī)仿真模擬提供了條件。汽車碰撞的計(jì)算機(jī)仿真模擬，一般采用顯式非線性動(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)樣車保持一致，除了白車身之外，汽車的許多系統(tǒng)都應(yīng)包括在內(nèi)。
汽車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，碰撞分析中汽車結(jié)構(gòu)模型應(yīng)包括：完整的白車身，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（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)(主要是指方向盤的上下、前后和左右運(yùn)動(dòng)位移)、腳踏板的前移量和后門檻梁（ROCKER）的速度曲線。
展開 
汽車與高速公路護(hù)欄碰撞數(shù)值模擬
本文汽車與護(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緩沖公路護(hù)欄，汽車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)行后處理來完成整個(gè)建模仿真過程的，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）汽車有限元模型
汽車是一個(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)比較完的汽車模型,工作量非常大,所耗時(shí)間也較長,目前公認(rèn)的建立一個(gè)整車模型的工作量是個(gè)人用一年時(shí)間。在汽車與護(hù)欄碰撞過程中,汽車前端和碰撞側(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,在此汽車模型原有基礎(chǔ)上,對其前端和右側(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)過調(diào)整后,汽車整車有限元模型共有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,整車有限元模型如圖所示。
表3 研究用車尺寸
6.碰撞過程模擬
本章中,汽車與多級緩沖公路護(hù)欄的有限元模擬條件為：
1) 模擬碰撞過程中,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) 充分考慮碰撞過程中汽車與護(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)欄截面形狀對碰撞的影響；
4) 不考慮汽車與護(hù)欄端部的碰撞；
5) 不考慮碰撞過程發(fā)生前后駕駛員對汽車的緊急操作,如制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等。汽車與型護(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 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，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
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，請合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結(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
本手冊旨在指導(dǎo)用戶使用ANSYS Workbench進(jìn)行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、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。也可以先打開該模塊，再導(dǎo)入幾何。
2.2 幾何簡化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡化，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：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
展開 超高強(qiáng)鋼材料碰撞失效行為仿真預(yù)測技術(shù)研究
摘 要：為了提高超高強(qiáng)鋼材料在整車碰撞過程中的失效行為仿真預(yù)測精度，對比分析了主流求解器LS＿DYNA中GISSMO等6種典型失效模型的原理，并針對GISSMO失效模型中影響整車碰撞失效仿真精度最為關(guān)鍵的參數(shù)材料斷裂極限應(yīng)變及網(wǎng)格尺寸修正特性設(shè)置方法進(jìn)行了研究。斷裂極限應(yīng)變標(biāo)定過程中應(yīng)變路徑存在非線性，需要采用加載歷程平均應(yīng)力三軸度來進(jìn)行描述；默認(rèn)的網(wǎng)格修正設(shè)置方法難以兼顧不同應(yīng)力狀態(tài)，采用自定義的網(wǎng)格尺寸修正設(shè)置方法可以有效提高典型應(yīng)力狀態(tài)下不同網(wǎng)格尺寸模型仿真預(yù)測結(jié)果的一致性。
關(guān)鍵詞：超高強(qiáng)鋼;失效;GISSMO;
1 前言
節(jié)能與安全是汽車行業(yè)一直以來關(guān)注的兩大話題。近年來，實(shí)現(xiàn)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)，整車整備質(zhì)量持續(xù)下降，車身輕量化重要性進(jìn)一步凸顯；另一方面，行業(yè)安全法規(guī)也在持續(xù)加嚴(yán)，對車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出了更高的要求[1]。超高強(qiáng)鋼材料兼具輕量化、性能與綜合應(yīng)用成本優(yōu)勢，近年來在汽車行業(yè)應(yīng)用范圍不斷增加。隨著汽車行業(yè)安全法規(guī)不斷升級，超高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件在汽車碰撞過程中需要吸收更大的能量；同時(shí)，隨著材料強(qiáng)度的上升，其韌性通常會(huì)有所下降[2]，因而導(dǎo)致車輛關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件在碰撞過程中開裂失效風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，嚴(yán)重影響車輛被動(dòng)安全性能。為此，汽車行業(yè)普遍采用有限元仿真分析方法來預(yù)測超高強(qiáng)鋼材料在碰撞工況下的失效行為[3,4,5,6,7]，為車輛結(jié)構(gòu)與用材設(shè)計(jì)提供優(yōu)化方向。
本研究介紹了目前超高強(qiáng)鋼材料碰撞失效行為預(yù)測領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，并針對目前常用的網(wǎng)格尺寸縮放問題進(jìn)行了研究，可以為提高超高強(qiáng)鋼材料在整車碰撞過程中的失效行為預(yù)測精度提供一定的參考。
2 失效模型選擇
對于超高強(qiáng)鋼等金屬材料而言，韌性斷裂是其最主要的失效形式，采用基于應(yīng)變的失效模型可以更好地預(yù)測其失效行為。
展開 汽車保險(xiǎn)杠橫梁碰撞的仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化
汽車保險(xiǎn)杠橫梁碰撞的仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化.part2.rar
汽車保險(xiǎn)杠橫梁碰撞的仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化.part3.rar
汽車保險(xiǎn)杠橫梁碰撞的仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化
汽車保險(xiǎn)杠橫梁碰撞的仿真分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化.part1.rar
