碰撞仿真的案例
一套新手自學整車碰撞仿真分析的奧秘
作者 | 李老師 仿真秀科普作者
首發(fā) | 仿真秀 （ID:fangzhenxiu2018）
眾所周知，CAE仿真分析已經(jīng)成為整車研發(fā)過程中不可或缺的一部分。整車CAE仿真分析通常包括模態(tài)分析、剛度分析、強度分析、疲勞分析、碰撞分析、乘員約束系統(tǒng)分析、NVH分析以及CFD分析等。而整車碰撞仿真分析是一項難度較大，需要多個CAE仿真工程師人員共同進行配合完成的一項工作。
對一個新手來說，要想自學整車碰撞仿真分析是一項很艱難的事情。對主機廠而言，培養(yǎng)一個合格的碰撞仿真工程師，就需要一個有多年碰撞仿真分析經(jīng)驗的工程師來指導(dǎo)，再加上實際動手操作，才有可能成為一名合格的碰撞仿真工程師。
本課程就是結(jié)合我多年的碰撞仿真分析經(jīng)驗，希望能夠深入淺出地把在整車碰撞仿真分析中有可能所遇到的問題和難點一一給大家講解。當然，大家如果要想真正地理解、掌握整車碰撞仿真分析，還需要大家能夠多學、多練、多思考。下面我就帶大家來初步了解一下整車碰撞仿真分析的奧秘。
一、整車幾何模型及參數(shù)的輸入
要想做一款整車碰撞仿真分析，無論是正碰、偏置碰還是側(cè)碰，當然整車的幾何模型是必須的。俗話說巧婦難為無米之炊，沒有整車的幾何模型輸入，在厲害的碰撞仿真工程師也做不出整車碰撞仿真模型來。
那么整車幾何模型通常包括那幾個部分？一般來說，整車幾何模型主要包括白車身、底盤、開閉件、內(nèi)外飾及電器系統(tǒng)等。有了整車幾何模型，那么我們就可以開始啟動網(wǎng)格劃分工作。網(wǎng)格劃分只是整車碰撞仿真分析萬里長征的第一步。
當然，整車碰撞仿真分析除了需要整車幾何模型以外，還需要整車BOM表，焊點、焊縫、及膠粘等信息，相關(guān)材料的性能參數(shù)及應(yīng)力應(yīng)變曲線，整車的質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計表等等。通常整車碰撞仿真分析輸入涉及到整車研發(fā)過程中的多個部門。
整車碰撞仿真分析輸入內(nèi)容及要求詳見表1所示。
展開 基于ADAMS 的碰撞仿真分析
碰撞仿真是一個很復(fù)雜的問題，在ADAMS 中進行碰撞仿真涉及到很多參數(shù)的定義、模型的準確建立等
問題。參數(shù)設(shè)置不準確，得出的結(jié)果便不精確，甚至會使仿真失敗。本文以ADAMS 的碰撞仿真理論為基礎(chǔ)，
在綜合分析碰撞參數(shù)物理意義的基礎(chǔ)上。通過一對直齒圓柱齒輪的碰撞實例，分析了不同參數(shù)對仿真結(jié)果精
度的影響，得出了對碰撞參數(shù)的設(shè)置具有參考價值的結(jié)論。
基于ADAMS的碰撞仿真分析(1).pdf
基于ADAMS的碰撞仿真分析.pdf
展開 房車優(yōu)化額頭模具碰撞仿真
本文以常見的旅居房車為研究對象，首先在SolidWorks上建立對應(yīng)的旅居房車三維模型，之后運HyperMesh軟件對其進行網(wǎng)格劃分、定義材料、鉸鏈創(chuàng)建、定義約束、定義接觸等有限元建模處理，并進行仿真模型的簡化。根據(jù)2018版C-NCAP正面碰撞規(guī)定，設(shè)定初速度設(shè)置為50km/h，即Ls-Dyna仿真中定義旅居房車的X-Velocity為13889mm/s。最后導(dǎo)出K文件類型，之后將該求解文件導(dǎo)入LS-DYNA中進行求解，對求解運算得到的d3plot文件利用HyperView進行查看。通過碰撞仿真分析，模擬旅居房車的正面碰撞過程，觀察車身變形、入侵量測量、受力情況等。進而對受力薄弱部位提出改進方案。經(jīng)過碰撞仿真與企業(yè)實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，車廂與額頭連接處應(yīng)力較為集中，其原因是制作額頭的模具出現(xiàn)了垂直角。在旅居房車因碰撞而使額頭因慣性力向前移動時，該直角部位將出現(xiàn)應(yīng)力集中。本次設(shè)計對該部位進行優(yōu)化，對優(yōu)化后的車廂在相同的條件下進行碰撞仿真，仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的車廂能夠在旅居房車發(fā)生碰撞時避免強度失效發(fā)生的撕裂。
旅居房車碰撞結(jié)果分析
由本次設(shè)計所搭建的旅居房車有限元模型碰撞仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在旅居房車的碰撞過程中，車廂有兩處位置的應(yīng)力較為集中。經(jīng)過分析，此兩處的應(yīng)力來源于額頭以及額頭中重物的總慣性力產(chǎn)生的，因為額頭一般可以有一位成年人躺在里面，本次設(shè)計在額頭部分添加了一位成年人的質(zhì)量。如圖1中A、B兩點所示，其中A處甚至發(fā)生了斷裂，說明此處車廂與額頭位置的連接位置的設(shè)計不合理，需要對其車廂與額頭位置的連接位置進行重新設(shè)計。B處缺點明顯，額頭垂直部分的應(yīng)力集中位置存在尖角，構(gòu)件外形上產(chǎn)生了不合理，需要對該垂直部分的尖角進行重新設(shè)計。
展開 Workbench lS-DYNA船舶碰撞仿真案例，詳解視頻及原模型 ￥69
涉及船舶結(jié)構(gòu)的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結(jié)果處理等各個方面。設(shè)置方法程詳細，結(jié)果結(jié)果合理。
1. 概述
LS-DYNA 是ANSYS Workbench中一款顯式動力學分析的模塊，廣泛應(yīng)用于碰撞、沖擊、爆炸等非線性瞬態(tài)問題。其核心優(yōu)勢在于處理大變形、材料失效和復(fù)雜接觸問題。以下將結(jié)合輪船/防撞梁碰撞案例，說明 LS-DYNA 的關(guān)鍵操作流程。本文檔詳細介紹了輪船碰撞仿真的主要技術(shù)點，包括幾何處理、材料定義、網(wǎng)格劃分、接觸設(shè)置、邊界條件、計算設(shè)置和結(jié)果分析等內(nèi)容。通過本指導(dǎo)，用戶可以掌握輪船碰撞仿真的核心步驟和注意事項。
2. 幾何處理
2.1 幾何簡化
使用三維實體單元會導(dǎo)致計算量顯著增加，尤其是在沖擊和震動分析中。所以需要將三維幾何模型簡化為殼模型（Shell Model），以減少計算量。可以使用SpaceClaim、DesignModeler (DM) 或其他三維CAD軟件進行幾何處理，然后將處理好的幾何模型調(diào)入LS-DYNA模塊。
在沖擊和震動分析中，使用三維實體單元（如六面體或四面體單元）會顯著增加計算資源消耗。這是因為實體單元需要在三個維度上劃分網(wǎng)格，每個單元需計算位移、應(yīng)力和應(yīng)變等多個自由度，導(dǎo)致單元數(shù)量龐大且求解時間成倍增長。為解決這一問題，通常將三維幾何模型簡化為殼模型（Shell Model）。殼單元僅需在二維平面上劃分網(wǎng)格，并通過定義厚度參數(shù)還原結(jié)構(gòu)的力學特性，既能大幅減少單元數(shù)量（通常可縮減至實體模型的10%~30%），又能有效保留結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪性能。幾何簡化可通過專業(yè)前處理軟件（如ANSYS SpaceClaim或DesignModeler）完成，也可用其他三維CAD軟件處理。通過合理簡化模型，可在保證結(jié)果可靠性的前提下，顯著提升碰撞仿真的計算效率。
展開 
基于RADIOSS和HyperCrash的電動車組碰撞仿真
根據(jù)上述工況及有限元模型，采用 RADIOSS 顯式求解器進行求解，并用 HyperView 查看碰撞結(jié)果。碰撞過程 中，車體與可變形障礙物隨時間變化的變形圖如圖 4 所示。
整個碰撞過程中，前端緩沖器僅僅壓縮 8mm，吸收能量很小，前端車鉤與障礙物不發(fā)生接觸，不吸收能量，由 于車體剛度較大，大部分碰撞能量被可變形障礙物吸收。頭車的塑性應(yīng)變云圖如圖 5 所示，紅色為塑性應(yīng)變大于 10% 的區(qū)域，從圖中可以看到，車體前端發(fā)生很小的塑性變形，對車體整體結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。因此，司機及乘客的生存 區(qū)沒有受到影響。圖 6 為頭車的位移云圖。
結(jié)論
根據(jù) EN15227：2008 標準中規(guī)定的碰撞工況，以某鋁合金電動車組車體結(jié)構(gòu)為載體，應(yīng)用 Altair 公司碰撞仿真 軟件 HyperCrash 和 RADIOSS 進行大變形碰撞仿真，并以碰撞過程中車體結(jié)構(gòu)的塑性變形、司機和乘客的生存空間 和平均加速度等情況為基準，評估了該列車的安全性。可以較準確高效的實現(xiàn)動車碰撞仿真，很好地評估并保障列車 的碰撞安全性。因此，該仿真方法可以在軌道車輛的碰撞仿真中得到廣泛的應(yīng)用。
展開 基于RADIOSS和HyperCrash的電動車組碰撞仿真
在碰撞過程中，列車的碰撞能量主要集中在車體前端結(jié)構(gòu)部分，而前端結(jié)構(gòu)也同樣具有載客能力，需要同時考慮司機和乘客的安全，所以耐撞性對于頭車車體尤為重要。為提高計算效率，建立頭車車體前面部分模型，后面部分及其他7輛車體用質(zhì)點模擬。有限元模型建立如下：
根據(jù)上述工況及有限元模型，采用RADIOSS 顯式求解器進行求解，并用HyperView 查看碰撞結(jié)果。碰撞過程中，車體與可變形障礙物隨時間變化的變形圖如圖4所示。
整個碰撞過程中，前端緩沖器僅僅壓縮8mm，吸收能量很小，前端車鉤與障礙物不發(fā)生接觸，不吸收能量，由于車體剛度較大，大部分碰撞能量被可變形障礙物吸收。頭車的塑性應(yīng)變云圖如圖5所示，紅色為塑性應(yīng)變大于10%的區(qū)域，從圖中可以看到，車體前端發(fā)生很小的塑性變形，對車體整體結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。因此，司機及乘客的生存區(qū)沒有受到影響。圖6為頭車的位移云圖。
結(jié)論
根據(jù)EN15227：2008標準中規(guī)定的碰撞工況，以某鋁合金電動車組車體結(jié)構(gòu)為載體，應(yīng)用Altair公司碰撞仿真軟件HyperCrash和RADIOSS進行大變形碰撞仿真，并以碰撞過程中車體結(jié)構(gòu)的塑性變形、司機和乘客的生存空間和平均加速度等情況為基準，評估了該列車的安全性。可以較準確高效的實現(xiàn)動車碰撞仿真，很好地評估并保障列車的碰撞安全性。因此，該仿真方法可以在軌道車輛的碰撞仿真中得到廣泛的應(yīng)用。
展開 基于ADAMS的碰撞仿真分析
碰撞仿真是一個很復(fù)雜的問題，在ADAMS中進行碰撞仿真涉及到很多參數(shù)的定義、模型的準確建立等問題。參數(shù)設(shè)置不準確，得出的結(jié)果便不精確，甚至會使仿真失敗。本文以ADAMS的碰撞仿真理論為基礎(chǔ)，在綜合分析碰撞參數(shù)物理意義的基礎(chǔ)上。通過一對直齒圓柱齒輪的碰撞實例，分析了不同參數(shù)對仿真結(jié)果精度的影響，得出了對碰撞參數(shù)的設(shè)置具有參考價值的結(jié)論
碰撞仿真分析.pdf
基于RADIOSS 和HyperCrash的電動車組碰撞仿真
圖2 電動車組碰撞工況
在碰撞過程中，列車的碰撞能量主要集中在車體前端結(jié)構(gòu)部分，而前端結(jié)構(gòu)也同樣具有載客能力，需要同時考慮司機和乘客的安全，所以耐撞性對于頭車車體尤為重要。為提高計算效率，建立頭車車體前面部分模型，后面部分及其他7輛車體用質(zhì)點模擬。有限元模型建立如下：
圖3 電動車組碰撞有限元模型
根據(jù)上述工況及有限元模型，采用RADIOSS 顯式求解器進行求解，并用HyperView 查看碰撞結(jié)果。碰撞過程
中，車體與可變形障礙物隨時間變化的變形圖如圖4所示。
圖4 碰撞過程車體及障礙物變形圖
整個碰撞過程中，前端緩沖器僅僅壓縮8mm，吸收能量很小，前端車鉤與障礙物不發(fā)生接觸，不吸收能量，由于車體剛度較大，大部分碰撞能量被可變形障礙物吸收。頭車的塑性應(yīng)變云圖如圖5所示，紅色為塑性應(yīng)變大于10%的區(qū)域，從圖中可以看到，車體前端發(fā)生很小的塑性變形，對車體整體結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。因此，司機及乘客的生存區(qū)沒有受到影響。圖6為頭車的位移云圖。
圖5塑性應(yīng)變云圖 圖6 位移云圖
結(jié)論
根據(jù)EN15227：2008標準中規(guī)定的碰撞工況，以某鋁合金電動車組車體結(jié)構(gòu)為載體，應(yīng)用Altair公司碰撞仿真軟件HyperCrash和RADIOSS進行大變形碰撞仿真，并以碰撞過程中車體結(jié)構(gòu)的塑性變形、司機和乘客的生存空間和平均加速度等情況為基準，評估了該列車的安全性。可以較準確高效的實現(xiàn)動車碰撞仿真，很好地評估并保障列車的碰撞安全性。因此，該仿真方法可以在軌道車輛的碰撞仿真中得到廣泛的應(yīng)用。
展開 Ansys碰撞測試仿真助力NASCAR驗證新一代賽車的安全性并降低成本
采用Ansys行業(yè)領(lǐng)先的碰撞仿真軟件，NASCAR加速Next Gen賽車發(fā)布所需的驗證測試并顯著降低成本，從而及時備戰(zhàn)2022年NASCAR杯系列賽賽季
主要亮點
Ansys仿真解決方案使NASCAR和Elemance工程師在COVID-19疫情期間能夠信心十足地為Next Gen賽車快速執(zhí)行虛擬碰撞測試并制作零件
仿真減少了對于物理碰撞測試的需求，從而節(jié)省100萬美元的成本
虛擬碰撞測試可加速NASCAR Next Gen賽車的開發(fā)與驗證工作，確保其能夠在2022年賽季開始時首次亮相
NASCAR利用Ansys 仿真解決方案確保Next Gen賽車的安全性，通過虛擬碰撞測試加速了驗證工作，并將物理測試的材料成本降低了100萬美元，從而能夠及時備戰(zhàn)2022年賽季。得益于碰撞仿真，NASCAR不僅克服了疫情期間的相關(guān)物理測試挑戰(zhàn)，而且還實現(xiàn)了于2月 Daytona 500汽車比賽中首次亮相的目標。這場500英里的賽季揭幕戰(zhàn)，被視為NASCAR最負盛名且最重要的一場比賽。
通過將Ansys? LS-DYNA? 引入碰撞測試開發(fā)流程中，NASCAR能夠分析、測試并驗證多個方向的影響，其中包括與整車的非線性和線性接觸，并且涵蓋了正面碰撞、車頂碰撞、側(cè)向碰撞、后部碰撞和斜向碰撞。利用虛擬碰撞仿真得到的高保真度測試數(shù)據(jù)，就無需進行成本高昂的物理碰撞測試（每次測試成本估計為500,000美元），僅需進行兩次全尺寸整車物理碰撞測試即可，從而大幅縮短了標準驗證時間并降低了材料成本。
此外，在2020年的早期研發(fā)階段，現(xiàn)場碰撞設(shè)施因COVID-19疫情而關(guān)閉，然而憑借Ansys可以預(yù)見的高精度仿真結(jié)果，NASCAR工程師能夠在沒有物理碰撞測試數(shù)據(jù)的情況下信心十足地完成部件制造。
展開 Ansys碰撞測試仿真助力NASCAR驗證新一代賽車的安全性并降低成本
采用Ansys行業(yè)領(lǐng)先的碰撞仿真軟件，NASCAR加速Next Gen賽車發(fā)布所需的驗證測試并顯著降低成本，從而及時備戰(zhàn)2022年NASCAR杯系列賽賽季
主要亮點
Ansys仿真解決方案使NASCAR和Elemance工程師在COVID-19疫情期間能夠信心十足地為Next Gen賽車快速執(zhí)行虛擬碰撞測試并制作零件
仿真減少了對于物理碰撞測試的需求，從而節(jié)省100萬美元的成本
虛擬碰撞測試可加速NASCAR Next Gen賽車的開發(fā)與驗證工作，確保其能夠在2022年賽季開始時首次亮相
NASCAR利用Ansys 仿真解決方案確保Next Gen賽車的安全性，通過虛擬碰撞測試加速了驗證工作，并將物理測試的材料成本降低了100萬美元，從而能夠及時備戰(zhàn)2022年賽季。得益于碰撞仿真，NASCAR不僅克服了疫情期間的相關(guān)物理測試挑戰(zhàn)，而且還實現(xiàn)了于2月 Daytona 500汽車比賽中首次亮相的目標。這場500英里的賽季揭幕戰(zhàn)，被視為NASCAR最負盛名且最重要的一場比賽。
通過將Ansys? LS-DYNA? 引入碰撞測試開發(fā)流程中，NASCAR能夠分析、測試并驗證多個方向的影響，其中包括與整車的非線性和線性接觸，并且涵蓋了正面碰撞、車頂碰撞、側(cè)向碰撞、后部碰撞和斜向碰撞。利用虛擬碰撞仿真得到的高保真度測試數(shù)據(jù)，就無需進行成本高昂的物理碰撞測試（每次測試成本估計為500,000美元），僅需進行兩次全尺寸整車物理碰撞測試即可，從而大幅縮短了標準驗證時間并降低了材料成本。
此外，在2020年的早期研發(fā)階段，現(xiàn)場碰撞設(shè)施因COVID-19疫情而關(guān)閉，然而憑借Ansys可以預(yù)見的高精度仿真結(jié)果，NASCAR工程師能夠在沒有物理碰撞測試數(shù)據(jù)的情況下信心十足地完成部件制造。
展開 維克弗里斯特大學基于 HyperWorks開發(fā)車輛碰撞仿真的人體模型
HyperMesh進行人體CAD數(shù)據(jù)的有限元建模，同時RADIOSS進行汽車碰撞仿真驗證。整體建模工作的要求特別高, 必須整合五個身體特定區(qū)域的最詳細的有限元模型。整合模型的挑戰(zhàn)之一是連接界面，如頭部和頸部的連接區(qū)域要采 用小單元（5mm毫米單元邊長）來確保單元間好的連續(xù)性和質(zhì)量。類似的挑戰(zhàn)發(fā)生在骨盆的界面處，采用更大的單 元（10毫米單元邊長），保證整體有限元模型規(guī)模的合理性。
50%的男性乘客（M50）模型己經(jīng)開發(fā)出來，模型為2.2百萬個單元，1.3百萬個節(jié)點，重量76.9公斤。GHBMC M50的模型，通過在COE合作大學大量的仿真工作，己被驗證在碰撞中有38%的損傷。其中包括顱骨和面骨骨折、 椎間盤損傷、肋骨骨折、肝、脾損傷、骨盆及髖部骨折、腿部骨折。該模型十分精細，可以模擬碰撞中 80%的損傷， 同時在RADIOSS、LS DYNA和PAMCRASH等軟件仿真平臺上得到了驗證。維克弗里斯特大學用于研究的碰撞包 括整車及正面壁障，研究包括 18 個模擬案例：9 個正面碰撞， 8 個側(cè)面碰撞和 1 個翻滾。
GHBMC的一個重大的挑戰(zhàn)是開發(fā)一種方法，有效地將M50建模特點快速應(yīng)用到其他尺寸的假人建模用于碰撞 安全性評價。建模縮放的方法已被應(yīng)用到維克弗里斯特大學的團隊，將快速開發(fā)其他型號的假人。他們的工作是整理 了大量的M50數(shù)據(jù)，包括外部測量和醫(yī)學影像數(shù)據(jù)，進行等值面標定將M50數(shù)據(jù)對應(yīng)到M95 （95%的男性）模型 的相應(yīng)位置。采用薄板樣條函數(shù)進行表面變形插值。在 M50 的基礎(chǔ)上開發(fā)更多的有限元假人模型的工作是在 HyperMorph中完成，HyperMorph是HyperMesh中的一個網(wǎng)格變形操作工具。
開發(fā)一個完整的人體模型的另一個重要目標是要提高模擬效率。
展開 
整車碰撞仿真-03
-----------------僅用于學習交流，不用于營利
目前市面上整車碰撞仿真的資料和視頻比較多，其主要講述如何按照一定的步驟和流程進行整車碰撞模型的搭建及各工況下的仿真。然而，在整車碰撞仿真的工作中，我們在進行模型調(diào)整時會遇到各種各樣的問題，如何解決這些實際工作中遇到的問題顯得尤為重要。當然提高自己這方面的能力，最直接最有效的辦法就是在項目實戰(zhàn)中不斷去調(diào)試、不斷去摸索、不斷去總結(jié)和積累經(jīng)驗。
本案例主要針對在整車碰撞仿真中調(diào)試和修改模型遇到的錯誤進行交流和總結(jié)，同時也希望從事這方面的工作者能夠一起在下方留言交流。本案例是一個持續(xù)的過程，在工作之余不斷更新！
最近在遇到的問題:在模型中發(fā)現(xiàn)前期在模型搭建的過程中好多件的材料和料厚不一樣，卻被放在同一個層。為了解決這個問題，便重新按照零件號、材料牌號、料厚重新建了component，也將對應(yīng)的網(wǎng)格移到新建對應(yīng)的component中，運行模型報了這些新component上焊點的負體積、及節(jié)點速度溢出錯誤。將單元移到部分component里面，于是我找到相應(yīng)的焊點實體單元刪掉了，對應(yīng)速度溢出的節(jié)點所在的焊點也刪除重新做，這部分解決，又將單元移到余下component里面運行模型發(fā)現(xiàn)錯誤還是會出現(xiàn)。后來找到問題的最終原因還是接觸沒有更新，焊點與白車身的接觸，當我們新建component并將單元移動到新的component一定注意新建的component一定要在你建的biw對應(yīng)的set中進行重新更新。
總結(jié)：dyna中的錯誤類型比較多，但是好多問題就是單位制、網(wǎng)格質(zhì)量、接觸設(shè)置等方面的原因，尤其是接觸設(shè)置的問題。
展開 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
隨著汽車碰撞標準法規(guī)的日益完善和汽車輕量化指標的提高，汽車結(jié)構(gòu)件的選材和設(shè)計優(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，該失效模型可以和多種材料本構(gòu)模型進行組合使用，能夠?qū)?fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的失效模式進行精準預(yù)測，有助于提高汽車碰撞仿真的預(yù)測精度。
Gissmo模型的標定可以分為以下6步：
1. 實驗設(shè)計：確定需要進行的實驗類型和參數(shù)，例如靜態(tài)加載、動態(tài)加載，以及加載條件的范圍和級別。
2. 試樣準備：準備適當?shù)脑嚇樱⒋_保它們代表了實際應(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.
展開 基于HyperWokes/LsDyna的保險杠40%偏置碰撞仿真解析
基于HyperWokes/LsDyna的保險杠40%偏置碰撞仿真解析
保險杠40%偏置碰撞仿真模型動畫：
基于HyperWokes/LsDyna的保險杠40%偏置碰撞仿真模型建立如下：
1、通過Tools/Cteate Cards/MAT和Tools/Cteate Cards/SECTION界面分別創(chuàng)建出部件的材料和屬性，再通過Component面板對部件附材料和屬性，具體操作如圖所示：
2、在動態(tài)的顯示算法中，接觸連接的設(shè)置尤其重要，在改模型中涉及到的接觸連接如下：
2.1 碰撞剛性墻的建立（在卡片RIGIDWALL_PLANAR_FINITE中進行設(shè)置）具體操作界面如圖所示：
base node:定義剛性墻的基點；normal vector：定義剛性墻平面的法線方向；shape：剛性墻的形狀，通常設(shè)為矩形；finite：在有限區(qū)域內(nèi)（如果是做正碰分析可以設(shè)置為無限區(qū)域）；local x axis/y-axis:定義剛性墻橫向平面的延伸方向；len x=/len y=:剛性墻區(qū)域的大小。
此外，剛性墻的接觸是系統(tǒng)默認的，只要有物體撞擊到剛性墻平面上，剛性墻則自動對其進行反彈，剛性墻不進行吸能，整個撞擊過程能量守恒。
2.2 保險杠自身的接觸變型（在卡片CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE中進行設(shè)置）具體操作界面如圖所示：
在進 入這個界面前需要對FS靜摩擦系數(shù)進行設(shè)置，一般FS取為0.15。
展開 論文導(dǎo)讀 | 復(fù)合材料護舷實船碰撞仿真方法及防護機理
導(dǎo) 語
本期推介的“復(fù)合材料護舷實船碰撞仿真方法及防護機理”論文發(fā)表在上海交通大學學報2023年第6期。護舷在船舶碰撞中起到重要的保護作用，相較傳統(tǒng)橡膠護舷，復(fù)合材料護舷吸能性能更強，有更好的耐久性和抗腐蝕能力，且力學性能與其形式密切相關(guān)。對不同制備形式、材料參數(shù)下的復(fù)合材料護舷防護機理進行研究，使其在碰撞過程中充分發(fā)揮吸能特性，具有明確的工程應(yīng)用價值。歡迎相關(guān)領(lǐng)域的研究者閱讀、引用！
復(fù)合材料護舷實船碰撞仿真方法
01本文亮點
1. 開展了復(fù)合材料護舷內(nèi)層吸能泡沫和外層聚氨酯的壓縮與拉伸試驗測試，并根據(jù)材料力學性能確定數(shù)值仿真中的材料模型。
2. 根據(jù)實際碰撞情況，建立含不同護舷的船體以一定初速度撞擊剛性碼頭的分析模型，對比分析了橡膠護舷與復(fù)合材料護舷的防護機理，并對不同制備形式下復(fù)合材料護舷的吸能特性進行分析。
02內(nèi)容簡介
開展裝配橡膠和復(fù)合材料護舷的船體在靠泊工況下與碼頭的碰撞動力學仿真計算。首先，選擇適當?shù)牟牧夏Ｐ蛥?shù)，計算橡膠護舷吸能特性并與規(guī)范進行對比，驗證模型的適用性。對于復(fù)合材料護舷，根據(jù)材料力學性能測試所得數(shù)據(jù)，選擇低密度泡沫模型和超彈性本構(gòu)模型分別模擬內(nèi)層吸能泡沫和外層聚氨酯，從而結(jié)合幾何模型、接觸設(shè)置及邊界條件形成碰撞仿真方法；隨后，基于變形與能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，對船體-護舷-碼頭的碰撞特性展開具體分析；最后，調(diào)整復(fù)合材料芯體剛度、船體剛度、外層保護結(jié)構(gòu)厚度及拉伸剛度，對影響護舷防護特性的因素進行分析。結(jié)果表明，提出的新型復(fù)合材料護舷，較傳統(tǒng)橡膠護舷有更大的吸能比，且令船體結(jié)構(gòu)不發(fā)生損傷的極限動能更大。
展開 