乘用车头部碰撞分析规范

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Q/JLY J711 -2009

乘用车乘员头部碰撞仪表板分析规范

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浙江吉利汽车研究院有限公司

二〇〇九年二月

前言

为了给新车型开发提供设计依据，指导新车设计，评估新车结构性能，结合本企业实际情况，制定出本分析规范。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司工程分析部负责起草。

本标准起草人：刘淑丹

本标准于2009年2月29日发布并实施。

1 范围

本标准规定了乘用车乘员头部碰撞仪表板CAE分析的软件设施、硬件设施、时间需求、输入条件、输出物、分析方法、分析数据处理及分析报告。

本标准适用于乘用车乘员头部碰撞仪表板分析。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB 11552—1999 轿车内部突出物

3 软件设施

乘用车乘员头部碰撞仪表板分析软件设施包括以下内容：

a) 前处理：ALTAIR/HYPERMESH；ETA/VPG；OASYS/PRIMER；

b) 后处理：ALTAIR /HYPERVIEW、LS-PREPOST；

c) 求解器：LS-DYNA 970。

4 硬件设施

a) 前、后处理：HP或Dell工作站；

b) 求解：集成服务器。

5 时间需求

5.1 前处理时间

a) 无碰撞分析模型，完成有限元建模，一般需要10～15工作日/3人；

c) 有完整正确的碰撞分析模型，模型前处理一般需要2～3工作日/1人。

5.2 求解时间

计算过程中不出现因模型问题导致计算中断的情况下，在集成服务器上求解时间大约为6小时/次，需要计算乘员乘员头部碰撞仪表板不同位置15个工况，通常模型调整需要计算3次以上。

5.3 后处理时间

后处理时间包括结构合理性评估，头部伤害分析，分析报告的编写，一般需要2个工作日。

5.4 总时间计算

完成一款车的乘用车乘员头部碰撞仪表板分析需要的时间如下：

a) 无乘用车乘员头部碰撞仪表板碰撞分析模型，完成分析需要20～25个工作日；

b) 有完整的碰撞分析模型需要10～15个工作日；

6 输入物

6.1 乘员头部碰撞仪表板分析模型

一个完整的头部碰撞分析模型中含有：

a) 仪表板、IP横梁、电器元件、安全元件的有限元网格数据；

b) 焊点数据；

c) 各个零件的材料数据；

d) 各个零件的厚度数据；

e) 及其他必要数据。

6.2 无乘员头部碰撞仪表板分析模型

乘用车乘员头部碰撞仪表板分析的3D几何模型，数据要求如下：

a)设计任务说明书；

b)各个零件的厚度或者厚度线；

c)动态材料数据；

d)焊点文件；

e)3D CAD数据(数据要求无明显的穿透或干涉)；

f)各个零件的明细表；

g)及其他必要参数。

7 输出物

乘用车乘员头部碰撞仪表板分析的输出为分析报告，针对车型统一命名为《车型乘用车乘员头部碰撞仪表板分析报告》（“车型”用具体车型代号替代），报告内容的按10规定的内容编制。

8 分析方法

8.1 分析模型

分析模型包括乘用车乘员头部碰撞仪表板分析模型，该模型主要包括：仪表板、 IP横梁、电器元件、安全元件。

8.2 分析模型建立

建立有限元模型，应符合下列要求：

a)分析模型的网格质量应符合求解器的要求；

b)模型中各模块的命名，模块划分，零件的命名必须规范；

c)材料参数由材料模型库中取得，各个零件的材料按照明细表给其赋予材料特性；

d)定义各零件的属性时，应根据设计方提供的厚度清单逐一设定各零件的材料厚度；

e)模型的焊接、铰接、胶粘按照实际焊点位置分布；

f)有限元模型中分析模型的质量应该与实际相等；

g)前期建模均在前处理软件HYPERMESH中完成。

8.3 乘用车乘员头部碰撞仪表板分析要求

8.3.1 头部模型

直径为165mm，模型质量为6.8kg。

图1 头部碰撞仪表板模型

8.3.2 乘用车乘员头部碰撞仪表板分析，包括以下内容：

a)在前处理软件HYPERMESH中建立完整的分析模型，仔细检查各个零件的材料、厚度是否与明细表

一致，检查各个零件的焊接情况是否与CAD数模一致；

b)设置控制卡片，定义计算时间、时间步长；

c)定义结果输出卡片；

d)采用LS-DYNA求解乘用车乘员头部碰撞仪表板分析。

8.4 初始条件

乘员头部碰撞仪表板分析模型，约束仪表板安装位置XYZ向移动及转动六个自由度。

头部碰撞速度为24.1Km/h, 如果安装件上覆盖了未充气的气囊，则应以19.3 km/h 的速度进行。当撞击方向与撞击点表面法线间的夹角小于或等于5°时，撞击中心运动轨迹与头部模型碰撞方向相重合；当撞击方向与撞击点表面法线间的夹角大于5°时；撞击中心运动轨迹与碰撞点表面法线方向相重合；

图2 乘用车乘员头部碰撞仪表板头部分析

8.5 输入文件类型

输入文件类型提供求解器识别的文件类型，主要包含模型的*.k格式文件和计算控制参数的*.dyn格式的输入文件。

8.6 输出文件类型

输出文件类型指通过求解获得的结果和中间过程的文件：

a)包含计算结果和模型信息的d3plot文件；

b)包含计算数据输出的nodout、glstat、elout、deforc、sleforc、matsum文件。