ABAQUS碰撞分析案例：保险杠撞击刚性墙

件 rail。
3. 定义部件装配（Assembly） 第六步 从 Module 列表中选择 Assembly，进入 Assembly 模块，单击提 示区中 （Instance Part） ，在弹出的【Create Instance】对话框中依次选中部件 wall、部件 bumper、部件 plane 和部件 rail，单击【OK】按钮，创建了各个部件的实例，其中各个实例已经按照默认位置装配完 成，各个实例最终装配模型如图 49 所示。 4. 定义网格划分（Mesh） 第七步 从 Module 列表中选择 Mesh，进入 Mesh 模块，环境栏中 Object 选 择 Part：wall，单击工具箱中 （Seed Part） ， 弹 出【Global Seeds 】 对话框， 输入 Approximate global size： 30， 其它参数设置选择默认， 单击 【OK】 按钮， 完成种子的设置； 单击工具箱中 （Assign Mesh Controls） ， 根据信息区提示选择整个部件 Part-rigid-plane，单击【Done】按钮，弹出【Mesh Controls】对话框，如
例单位制为：ton、mm、s。
14.4.3 案例求解 1. 定义部件（ Part） 第一步 启动 ABAQUS/CAE，创建一个新的模型数据库，重命名 为 The crash simulation， 保存模型为 The crash simulation.cae。第二步 通过导入已有的 *.IGS 文件来创建 各个部件，在主菜单中执行【File】【Import】【Part】命令，选择随书光盘中的 bumper_asm.igs 文件，弹出【Create Part From IGS File】对话框如图 50 所示，根据图 50 所示设定 Repair Options 和 Topology 的相关选项，其它参数默认，单击【Ok】按钮，可以看到在模型树中显示了导入的部件 bumper_asm。
2. 定义材料属性（Property） 第四步 从 Module 列表中选择 Property，进入 Property 模块，单击工具箱 中 （Create Material） ，弹出【Edit Material】对话框，输入材料名称 Material-wall，执行【General】 【Density】 ， 输入材料密度 7.83E-9， 执 行【Mechanical】 【Elasticity】 【Elastic】 ， 输入弹性模量 2.07E3， 泊松比 0.28，单击【OK】按钮，完成材料 Material-wall 的定义；继续创建另外一种材料，材料名称为 Material-bumper -plane -rail（三种材料的参数数据是完全一样的） ，执行【General】【Density】 ， 输 入 材料密度 7.83E-9， 执行 【Mechanical】 【Elasticity】 【Elastic】 ， 输入弹性模量 2.07E3， 泊松 比 0.28， 执行【Mechanical】【Plasticity】【Plastic】 ，输入如图 55 塑性数据，单击【OK】按钮，完成材料
图 58 所示，Element Shape 栏中选择单元形状为 Quad，Technique 栏中选择 Free，单击【OK】按钮； 单击工具箱中 （Assign Element Type） ， 选 择 Explicit、 Linear、 Shell， 即选择四边形减缩壳体单元 S4R； 单击工具箱中 （Mesh Part） ，单击提示区【Yes】按钮，完成部件 wall 的网格划分。
击鼠标右键并选择 Delete 命令删除此部件， 此时模型 Parts （1） 下只剩下了四个部件， 分别为 bumper_1、 bumper_2、bumper_3、和 bumper_4，将部件 bumper_1、bumper_2、bumper_3、和 bumper_4 分别对应 更名为 wall（刚性墙）如图 51 所示、bumper（保险杠）如图 52 所示、plane（平板）如图 53 所示和 rail （横梁）如图 54 所示。
第九步 从环境栏中 Object 选择 Part： plane， 单击工具箱中 （Seed Part） ， 弹 出 【Global Seeds】 对话 框， 输入 Approximate global size：15，其它参数设置选择默认，单击【OK】按钮，完成种子的设置；单击 工具箱中 （Assign Mesh Controls） ， 根据信息区提示选择整个部件 Part-rigid-plane， 单 击【Done】 按 钮， 弹出【Mesh Controls】对话框，设置如图 58 所示，单击【OK】按钮；单击工具箱中 （Assign Element Type） ，选 择 Explicit、Linear、Shell，即选择四边形减缩壳体单元 S4R；单击工具箱中 （Mesh P art ） ，
壳体厚度分别为 1、 2、 3， 材料使用 Material-bumper -plane -rail， 算法选用默认的 Simpson 积分算法， 壳体厚度方向上布置 3 个积分点。单击工具箱中 （Assign Section） ，把截面属性 Section-wall、 Section-bumper、Section-plane 以及 Section-rail 分别赋予部件 wall、部件 bumper、部件 plane 和部
Material-bumper -plan工具箱
中 （Create Section） ，弹出【Create Section】对话框，如图 56 所示，创建一个名称为 Section-wall 的均匀壳截面， 单击 【Continue】按钮，弹出【Edit Section】对话框 ，如图 57 所示 ，在 Shell thickness （壳厚度）文本框内输入 1，材料使用 Material-wall，为了提高运算效率我们选用默认的 Simpson 积 分算法，在壳体厚度方向上布置 3 个积分点， Section-wall 的截面属性参数设置完成后如图 57 所示； 按照上述方法继续创建另外三个截面属性， 名称分别为： Section-bumper、 Section-plane、 Section-rail，
第八步 从环境栏中 Object 选择 Part：bumper，单击工具箱中 （Seed Part） ， 弹 出【Global Seeds】对话 框，输入 Approximate global size：15，其它参数设置选择默认，单击【OK】按钮，完成种子的设置， 执行【Seed Edge】【Biased】命令，用鼠标左键选择如图 59 所示左边的两条曲线，选择时鼠标尽量 靠近图示箭头指向曲线的一半区域， 单击信息提示区的 【Done】 按钮， 在信息提示区输入 Bias ratio （>=1） ： 2.0，回车，输入种子数为 20，单击【Done】按钮；继续执行【Seed Edge】【Biased】命令，用鼠标 左键选择如图 59 所示右边的四条曲线，注意箭头指向方向，单击信息提示区的【Done】按钮，在信息 提示区输入 Bias ratio（>=1） ：3.0，回车，输入种子数为 4，单击【Done】按钮完成种子设置。单击工 具箱中 （Assign Mesh Controls） ， 根据信息区提示选择整个部件 bumper， 单 击【Done】 按 钮， 弹出 【Mesh Controls】对话框，设置如图 58 所示，单击【OK】按钮。单击工具箱中 （Assign Element Type） ，选择 Explicit、 Linear、 Shell， 即选择四边形减缩壳体单元 S4R ； 单击工具箱中 （Mesh Part） ， 单击提示区 【Yes】 按钮，完成部件 bumper 的网格划分。
CAE 联盟论坛精品讲座系列 【三】
碰撞分析案例：保险杠撞击刚性墙 -------ABAQUS/Explicit 显式非线性
主讲人：Winken CAE 联盟论坛—ABAQUS 版主 碰撞分析案例：保险杠撞击刚性墙 案例关注重点：焊接和撞击有限元分析模型的定义 案例背景 随着科学技术的发展， 汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具。 但当今由于交通事故造成的 损失日益剧增， 研究汽车的碰撞安全性能，提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。目前国内 外许多著名大学、 研究机构以及汽车生产厂商都在大力研究节省成本的汽车安全检测方法， 而汽车碰撞 理论以及模拟技术随之迅速发展， 其中运用有限元方法来研究车辆碰撞模拟得到了相当的重视。 而本案 例就是取材于汽车碰撞模拟分析中的一个小案例―――保险杠撞击刚性墙。 案例分析 本案例的几何模型是通过导入已有的*.IGS 文件来生成的（已经通过专用 CAD 软件建好模型 的） ， 共包括刚性墙 （PART-wall） 、 保险杠 （PART-bumper） 、 平板 （PART-plane） 以及横梁 （PART-rail） 四个部件，该分析案例的关注要点就是主要吸能部件（保险杠）的变形模拟，即发生车体碰撞时其是否 能够对车体有足够的保护能力？其是否能够将撞击瞬间的动能转化为内能吸收掉以保护驾驶等人员的 安全？作者这里根据具体车体模型建立了保险杠撞击刚性墙的有限元分析模型， 为了节省计算资源和时 间成本这里也对保险杠的对称模型进行了简化，详细的撞击模型请参照图 49 所示，撞击时保险杠分析 模型以 2000mm/s 的速度撞击刚性墙，其中分析模型中的保险杠与平板之间、平板与横梁之间不定义接 触，采用焊接进行连接，对于保险杠和刚性墙之间的接触采用接触对算法来定义。 这是我去年帮助别人做 的一个小案例，细节考虑的不是很周到，主要帮助 初学者快速入门运用 ABAQUS/EXPLICIT 进 行 动 力 学 分 析 的 ， 特 别 是 本 科 生 做 毕 业 设 计 时 可 以 参 考 一 下 。 ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 首先请各位网友原 谅我没有以文档形式上传该案例，主要是出于我自己的考虑： 1.这只是一个入门级别的案例，因此做 的非常详细，没有必要下载后传的到处都是； 2.就是为了让初学者能按照步骤一步一步的做，否则一 下载文档后就不知道扔那里去了， 同时，遇到问题可以马上以回帖的形式来咨询，因为这个案例我 做了也 1 年多了，自己 忘记的也差不多了，希望可以也热贴的形式加以探讨，因为我自己在焊接处 理上还是有 很多不明白之处，希望有人能够指导； 3.增加本版的人气，因为我作为版主，也好长时 间 没 有 上 传 帖 子 了 ， 也 该 尽 尽 自 己 的 义 务 了 ， 呵 呵 希 望 各 位 多 谅 解 ^_^×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××× 以 下是该文档需要的 bumper_asm.igs 模型（该模型是我从赵海鸥老师的书籍中借用过来的，别说我侵 权 仅仅做讲解用，呵呵） 分析模型中各部件的材料参数： 刚性墙的材料密度为 7.83×10-9 ，弹性模量为 2.07×105，泊松比为 0.28； 保险杠、平板以及横梁的材料密度为 7.83×10-9，弹性模量为 2.07×105，泊松比为 0.28，塑性应 力－应变数据表： 210 0.0 300 0.0309314 0.0409 325 0.05 390 0.151 438 0.301 505 0.701 527 0.91 本