汽车碰撞仿真中的连接失效模拟
仿真模拟在汽车碰撞中的损伤分析与修复研究
仿真模拟在汽车碰撞中的损伤分析与修复研究汽车碰撞是一个极其常见的交通事故，也是引发严重伤害和财产损失的主要原因之一。
为了更好地理解和应对汽车碰撞事故，仿真模拟技术在碰撞损伤分析和修复研究中起到了重要作用。
本文将对仿真模拟在汽车碰撞中的损伤分析与修复进行研究。
一、引言随着汽车产业的不断发展，汽车碰撞安全性的需求也日益提高。
汽车碰撞损伤分析与修复研究成为迫切需要解决的问题之一。
传统的实验方法受限于成本和时间，难以满足汽车碰撞测试的需求。
因此，仿真模拟技术应运而生，成为一种高效、经济、可靠的解决方案。
二、仿真模拟与碰撞损伤分析1. 碰撞模型建立在进行碰撞损伤分析之前，首先需要建立汽车碰撞的仿真模型。
这一步骤包括选择合适的软件平台、导入车辆的3D模型和定义材料属性等。
通过仿真模拟程序，可以模拟真实碰撞中的运动和物理行为。
2. 碰撞损伤评估通过仿真模拟，可以了解车辆在碰撞过程中的各个部件所受到的应力和变形。
基于这些数据，可以评估车辆的碰撞安全性和受损程度。
常用的评估指标包括变形量、应力和能量吸收能力等。
这些指标可以帮助研究人员更好地了解碰撞损伤情况，为车辆设计和改进提供参考。
3. 损伤分析与修复策略通过仿真模拟，可以对车辆碰撞损伤进行分析，找出损伤的具体位置和程度。
根据损伤分析的结果，可以制定相应的修复策略。
修复策略可能包括更换受损部件、修复或加固结构等。
通过仿真模拟技术，可以预先模拟修复过程，评估修复效果，并选择最优方案。
三、仿真模拟技术在汽车碰撞中的应用1. 碰撞测试与验证仿真模拟技术可以用于模拟和验证汽车碰撞测试。
传统的碰撞测试需要消耗大量的时间和成本，并且受到实验条件的限制。
而通过仿真模拟，可以在计算机上进行虚拟的碰撞测试，减少了实验的成本和风险。
2. 结构设计与优化通过仿真模拟，可以对汽车的结构进行设计和优化。
研究人员可以通过修改结构参数和材料选型等方式，提高汽车的碰撞安全性和耐久性。
仿真模拟可以帮助研究人员快速评估不同结构方案的性能，并选择最优设计。
汽车工程中的碰撞仿真方法及模拟结果分析
汽车工程中的碰撞仿真方法及模拟结果分析汽车碰撞仿真是指通过计算机模拟和分析汽车在碰撞中的运动状态和结构响应的过程。
在汽车工程领域，碰撞仿真是一个非常重要的研究内容，它能够帮助工程师和设计人员评估车辆结构的强度和安全性能，在车辆设计初期就能够进行碰撞试验和优化设计，从而提高车辆的安全性能。
汽车碰撞仿真方法主要分为几个方面：建模、材料模型、碰撞模拟、后处理和结果分析。
首先，建模是碰撞仿真的第一步，它涉及将真实汽车转化为计算机模型。
建模可以使用CAD软件，根据车辆的几何形状和尺寸，将车辆细分为许多小元件或网格，形成一个三维数学模型。
同时，在建模过程中，还需要考虑汽车的细节，如车窗、车门、座椅等。
一个精确的模型能够更好地反映真实碰撞的情况。
其次，材料模型是碰撞仿真中的关键要素之一。
材料模型描述了材料的物理性质和力学行为。
常用的材料模型有线性弹性模型、塑性模型和各向异性模型等。
不同材料的力学行为不同，选择合适的材料模型对模拟结果的准确性和可靠性是至关重要的。
接下来，碰撞模拟是通过将物体受到外部撞击时的力学过程转化为计算流程，在仿真环境中模拟碰撞的过程。
碰撞模拟使用有限元分析（FEA）方法将汽车模型离散为许多个有限元素，并根据材料属性、载荷和边界条件等因素计算每个元素的应力和应变。
借助计算机的计算能力，碰撞仿真可以模拟不同类型的碰撞，如正面碰撞、侧面碰撞和倒车碰撞等。
通过不同的碰撞仿真，工程师和设计人员可以了解车辆在不同碰撞条件下的结构响应和变形情况，并优化车辆结构以提高车辆的安全性和碰撞能力。
然后，后处理是将碰撞仿真的结果进行处理和分析的过程。
后处理包括提取和分析仿真结果的关键数据，如变形、应力、应变等。
利用后处理工具和图形化软件，可以将仿真结果可视化为图形或动画，以便更直观地分析和评估汽车的碰撞性能。
通过后处理，可以深入了解汽车结构在碰撞时的具体响应和状态。
最后，结果分析是根据碰撞仿真的结果对汽车的安全性能进行评估和分析。
汽车碰撞试验有限元仿真分析
汽车碰撞试验有限元仿真分析汽车安全一直是备受关注的话题，因为每年都有大量的交通事故发生，给人们的生命财产造成了巨大的损失。
因此，在汽车设计和制造的过程中，安全性是最重要的一项指标。
在产品研发和制造中，汽车碰撞试验是必不可少的环节。
这一试验的目的就是测试汽车在发生碰撞时的承载能力以及对乘客的保护程度。
最近，有限元仿真技术在汽车碰撞试验中的应用逐渐受到重视。
本文将介绍有限元仿真在汽车碰撞试验中的应用及其相关的技术和方法。
一、有限元仿真技术的介绍有限元仿真技术是一种通过计算机模拟材料或结构在外力作用下所产生的形变、应力和力学响应的虚拟分析方法。
它通过将材料或结构分割成许多小的部分，并在每个部分上建立数学模型，最终得到整个材料或结构的形变、应力和响应等各项参数。
因为有限元分析模型的建立和计算流程完全由计算机自动完成，因此大大提高了计算速度和计算精度，可以极大地减小试验成本和试验周期。
二、有限元仿真在汽车碰撞试验中的应用汽车碰撞试验可以在实验室内模拟汽车在交通事故中所受到的外力，并进一步测试汽车所能承受的最大外力，以及车内乘客的安全性。
在过去的几十年中，汽车制造商通过不断的试验、验证和改进，已经使得汽车的安全性能得到了极大的提升。
但是，汽车碰撞试验仍然是一项非常复杂和昂贵的任务。
因此，在汽车设计和制造的过程中，有限元仿真技术已经成为了一种非常重要的辅助手段。
在汽车制造中存在许多的零部件和车身结构，它们的材料和结构必须得到验证。
通过有限元仿真技术，可以在计算机上建立这些零部件和车身结构的三维模型，并对其进行分析。
在仿真分析中，需要考虑的因素包括外力、材料特性、零部件和车身结构的形状和大小、以及不同零部件之间的接触情况等。
这些因素会影响汽车在发生碰撞时的变形、应力和响应能力，因此，在有限元仿真中，需要尽可能准确地考虑所有的因素。
三、有限元仿真在汽车碰撞试验中的技术和方法1.材料模型的建立有限元仿真中材料模型是一个非常关键的因素，因为材料的特性会直接影响汽车在发生碰撞时的响应能力。
前纵梁碰撞模拟中的焊点建模方法比较
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电阻点 焊是 汽车车身上最 主要的连接方式 ，在汽
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收稿 日期 ／ ｅ ｅｖ ｄ ： ００１—９ Ｒ ｃｉ ｅ ２ １．１１
汽车碰撞模拟仿真分析
东北大学硕士学位论文汽车碰撞模拟仿真分析姓名：曹华龙申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：赵广耀20060201东北大学硕士学位论文第四章汽车正面碰撞数值模拟分析图４．１０ｍｓ时刻汽车结构变形图Ｆｉｇ４．１ＴｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｒａｔＯｔｈｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ图４．２５０ｍｓ时刻汽车结构变形图Ｆｉｇ４．２Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｒａｔ５０ｔｈｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ东北大学硕士学位论文第四章汽车正面碰撞数值模拟分析图４．３ｌＯＯｍｓ时刻汽车结构变形图Ｆｉｇ４．３ＴｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏＪ＂ａｔ１００ｔｈｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ４．２．２正面碰撞位移变化结果分析分别取汽车前立柱上一点４０５９１和中立柱上一点４３１１４作为分析参考点（如图４．４所示）。
由于该车碰撞的初始速度设为ｘ轴负向１３．４ｍ／ｓ，Ｙ轴方向与ｚ轴方向速度为０，所以本文讨论中只探讨各量在ｘ轴方向的变化。
图４．４Ａ柱和Ｂ柱上的测量点Ｆｉｇ４．４ＴｈｅｍｅａｓｕｒｅｐｏｉｎｔｏｆＡｐｉｌｌａｒａｎｄＢｐｉｌｌａｒ图４．５所示显示了前立柱上节点４０５９１相对于中立柱上节点４３１１４的位移变化。
从图中可以看出，碰撞结束时，最大相对位移约为１０．４ｍｍ。
此位移对车门来说变形不大，车门可以在不借助其他工具的情况下打开，乘员可以顺利逃生。
东北大学硕士学位论文第四章汽车正面碰撞数值模拟分析‰～；－ｋ、茂≮≮≮３警、．＼ｌ｜‘≮｛ｌ图４．５前立柱上节点４０５９１相对于中立柱上节点４３１１４的位移变化Ｆｉ９４．５ＴｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆＮｏｄｅ４０５９１ａｔｆｒｏｎｔｐｉｌｌａｒｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｎｏｄｅ４３１１４ａｔｃｅｎｔｅｒｐｉｌｌａｒ分别取防火墙和地板上的点２９６３６和点２８０９７为测量点（如图４．６所示）。
获得防火墙相对地板的位移变化如图４．７所示。
其最大相对位移为１２７ｍｍ，此距离使乘员腿部受力会很大，对乘员空间会有很大影响。
车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术及验证方法
车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术及验证方法汽车碰撞事故是道路交通中常见的交通事故类型之一，其发生往往造成严重的人员伤亡和财产损失。
为了预防事故的发生和提高汽车安全性能，研究人员已经开始采用车辆碰撞事故仿真模拟的方法进行事故分析和安全设计。
本文将介绍车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术及验证方法。
一、车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术1. 车辆模型的建立和参数化车辆模型是车辆碰撞事故仿真模拟的基础，准确的车辆模型能够提供真实的碰撞结果。
车辆模型的建立包括车身、底盘、悬挂系统、发动机等部分，需要考虑到车辆结构和材料的特点。
参数化是指根据真实车辆的参数进行模型的设定，包括质量、惯性、刚度、阻尼等，以保证模拟的准确性。
2. 碰撞模型的建立和仿真方法碰撞模型是指车辆碰撞时各个部件之间的相互作用关系。
常见的碰撞模型包括刚体动量守恒定律、刚体碰撞-反弹定律、有限元模拟等。
其中，刚体动量守恒定律是一种基本的碰撞模型，它假设碰撞时动量守恒不变。
有限元模拟能够考虑车辆结构的变形和应力分布，能够更准确地模拟碰撞结果。
3. 材料特性和物理特性的建模车辆碰撞事故时，车辆中的各个部件和材料会发生变形和破坏，因此需要准确地建模材料特性和物理特性。
常见的建模方法包括弹性模型、塑性模型、粘弹性模型等，以及对材料进行参数化和试验验证。
4. 碰撞事故场景的建立碰撞事故场景的建立是仿真模拟的关键环节。
场景的建立需要考虑车辆初始状态、碰撞角度、车速等因素，并根据实际情况进行调整和验证。
常用的方法包括实地采集数据、摄像头记录、激光雷达扫描等。
二、车辆碰撞事故仿真模拟的验证方法为了验证车辆碰撞事故仿真模拟的准确性和可靠性，需要进行多样化的验证方法。
以下是一些常见的验证方法：1. 试验验证试验验证是一种直接验证仿真模拟结果的方法。
通过实验测量车辆在碰撞时的物理参数，如加速度、力、位移等，并与仿真结果进行对比。
若仿真结果与实际试验结果符合较好，则说明仿真模拟是准确可靠的。
基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术研究
基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术研究随着汽车行业的不断发展，汽车碰撞安全成为一个备受关注的话题。
汽车碰撞实验是一项非常危险和昂贵的工作，而通过虚拟仿真技术，可以大大降低实验成本，提高实验安全性，并且还可以更精确地模拟不同情况下的碰撞情况，因此，基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术越来越受到人们的关注和应用。
一、虚拟仿真技术的技术原理虚拟仿真技术是通过计算机软件模拟实际物理过程的技术。
在汽车碰撞实验中，虚拟仿真技术能够模拟汽车的碰撞过程，包括撞击力的大小和方向、车辆的运动状态、车体变形、碰撞后车辆停止运动位置等一系列参数。
虚拟仿真技术可以模拟不同速度、角度、型号的车辆在不同情况下的碰撞，帮助汽车制造商和研究人员更好地了解碰撞的物理过程，以及各种部件的相互作用和损伤情况，提供更好的产品和技术支持。
二、虚拟仿真技术在汽车碰撞实验中的应用1. 碰撞测试前设计验证在汽车制造过程中，通过虚拟仿真进行碰撞测试前设计验证，优化车身结构和材料的使用方式，降低车身重量，提高车身稳定性和安全性。
这种前期验证可节省实际测试成本，缩短实验周期，提高碰撞测试成效，并减小安全事故风险。
2. 碰撞测试现场参数验证在汽车碰撞测试现场，可以对车辆进行实时监测，并将情况反馈给虚拟仿真系统，以验证仿真模型的精准度。
可以对碰撞现场采集的数据进行回归，使得实际测试结果与虚拟仿真预测结果更加接近。
3. 碰撞实验数据预测通过虚拟仿真技术，可以预测车辆在不同碰撞情况下的轿车的变形和损坏情况。
这样做可以帮助汽车制造商预测可能的设计问题，并加以调整。
早期发现和纠正问题可以提高汽车的整体安全性和坚固性，降低制造成本和投资风险，免去日后损失。
三、汽车碰撞仿真技术的应用场景1. 汽车碰撞试验一些汽车制造商会在汽车生产前进行一系列的碰撞实验，以确定汽车的安全标准。
在这些实验中，虚拟仿真技术可以帮助工程师更好地理解汽车的关键部件在不同情况下的运作方式和相互作用。
这一技术使得工程师们能够更好地优化汽车的设计，提高汽车的整体性能。
仿真模拟技术在汽车碰撞测试中的优势与局限性
仿真模拟技术在汽车碰撞测试中的优势与局限性近年来，随着汽车行业的迅猛发展和消费者对汽车安全性能的日益关注，汽车碰撞测试成为了评估和提升汽车安全性能的重要手段之一。
而在汽车碰撞测试中，仿真模拟技术的应用日渐广泛。
本文将探讨仿真模拟技术在汽车碰撞测试中的优势与局限性。
一、优势1.减少成本和时间相较于传统的实验性碰撞测试，仿真模拟技术能够大大减少测试所需的成本和时间。
传统的实验性碰撞测试需要制造和购买大量的试验样车，并进行一系列的试验，包括实际车辆碰撞实验、数据收集和分析等，耗时且代价高昂。
而仿真模拟技术通过利用计算机模型和虚拟仿真软件，能够在虚拟环境中进行碰撞试验，减少了实验所需的物质资源和时间成本。
2.精确复现真实情况仿真模拟技术可以精确复现真实碰撞情况，能够较为准确地模拟车辆碰撞过程中的各种物理现象和力学响应。
通过合理的材料属性、结构参数和边界条件设置，可以模拟不同类型和强度的碰撞，从而评估车辆的安全性能。
3.优化设计和改进仿真模拟技术可以帮助汽车制造商优化设计和改进车辆结构，提高车辆的安全性能。
通过对碰撞试验结果的模拟和分析，可以发现潜在的问题和风险，指导工程师进行结构优化和改进。
这种方法能够快速反馈结果，提高设计效率，降低试错成本，为汽车制造商提供技术支持和决策依据。
二、局限性1.精度受限尽管仿真模拟技术在汽车碰撞测试中有着广泛的应用，但其模拟精度仍然受到一定的限制。
模型的精确性受到多个因素的影响，如材料参数的准确性、边界条件的设置以及碰撞过程中非线性效应的考虑等。
因此，模型的精度与实际碰撞情况之间可能存在差距。
2.数据验证的挑战由于仿真模拟技术的先进性和复杂性，验证模型的准确性和可靠性是一项挑战。
仅仅依靠仿真模拟结果并不足以确保其与实际情况完全一致。
因此，需要进行大量的实验对比和数据验证，以确保模型的有效性和准确性。
3.忽视外界因素仿真模拟技术在汽车碰撞测试中通常只关注车辆内部的碰撞响应，而忽略了车辆与外界环境的交互作用。
碰撞模拟仿真对不同车型的汽车碰撞破坏分析
碰撞模拟仿真对不同车型的汽车碰撞破坏分析车辆安全是人们购买汽车时非常关注的一个重要因素。
为了提高汽车的安全性能，汽车制造商、研发机构和政府监管部门一直在进行一系列的研究和测试。
其中，碰撞模拟仿真是一种常用的手段，可以对不同车型的汽车碰撞破坏进行分析和评估。
本文将介绍碰撞模拟仿真的原理与方法，并以不同车型的碰撞破坏分析为例进行阐述。
一、碰撞模拟仿真的原理与方法1. 原理碰撞模拟仿真是通过计算机建立虚拟的车辆模型，应用数值分析方法模拟真实道路事故中的碰撞过程。
该过程主要基于物理和工程学的原理，通过计算和模拟来预测车辆在碰撞过程中的破坏程度、变形情况以及乘员的受伤程度等重要参数。
2. 方法（1）建立车辆模型：首先，需要通过测量、三维扫描等手段获得真实车辆的数据。
然后，利用专业的建模软件将这些数据导入计算机，建立起精确的车辆模型。
（2）定义碰撞场景：根据实际情况，定义碰撞的速度、角度、碰撞物等参数，从而模拟真实的碰撞场景。
（3）选择模拟软件：根据需求和预算，选择合适的碰撞模拟软件。
目前市场上常见的软件有ANSYS、LS-DYNA、PAM-CRASH等。
（4）计算与仿真：通过输入车辆模型和碰撞场景参数，进行计算与仿真。
模拟软件会根据车辆结构、材料特性、碰撞动能等参数，计算出碰撞过程中车辆各部件的变形情况、应力分布以及乘员的受伤情况。
（5）结果分析：根据模拟软件输出的数据，进行碰撞破坏分析和结果评估。
利用专业的工程分析软件和相关理论，对车辆破坏程度、安全性能进行定量评估。
最终，得出碰撞模拟仿真的结论和建议。
二、不同车型的碰撞破坏分析案例以小型轿车和SUV为例，对不同车型的碰撞破坏进行分析和比较。
1. 小型轿车碰撞破坏分析（具体内容请按照合适的格式进行撰写，以下仅为示例）根据碰撞模拟仿真的结果显示，小型轿车在正面碰撞时，前面的缓冲区能够有效地吸收碰撞能量，减少车辆变形程度。
然而，在侧面碰撞及车身结构较脆弱的情况下，小型轿车往往容易出现重大变形，乘员受伤风险较大。
汽车碰撞试验及分析中的数值模拟技术研究
汽车碰撞试验及分析中的数值模拟技术研究汽车碰撞试验是评估汽车安全性能的重要手段之一，也是汽车行业中不可缺少的环节。
随着科技的发展，汽车碰撞试验也越来越倾向于采用数值模拟技术来替代实际试验，这种方式不仅节约了成本，而且还提高了试验效率和准确性。
一、数值模拟技术在汽车碰撞试验中的应用数值模拟技术在汽车碰撞试验中的应用，主要体现在三个方面。
1. 碰撞仿真汽车碰撞仿真主要是通过计算机模拟来模拟车辆在碰撞过程中的动态响应。
这种方法可以对车辆各部件受力情况进行分析，并可以预测车辆在不同碰撞情况下的受损情况，从而为汽车生产厂商提供重要参考。
2. 结构优化设计数值模拟技术还可以帮助汽车生产厂商在设计过程中实现结构优化。
仿真分析可以显示出汽车在不同碰撞情况下各部件受力分布情况，通过优化设计可以降低受力面积，减少车辆受损情况，从而提高车辆安全性能。
3. 车辆性能评估数值模拟技术在汽车碰撞试验中还可以进行车辆性能评估。
通过对车辆碰撞过程的仿真分析，可以评估车辆在不同碰撞情况下的安全性能，从而为消费者提供有关汽车安全性能的科学依据。
二、数值模拟技术的优点与传统的汽车碰撞试验相比，数值模拟技术具有以下优点。
1. 节约成本数值模拟技术采用计算机仿真的方式对影响车辆碰撞性能的因素进行分析，从而避免了进行大量试验的成本。
这种方法不但节省了试验成本，而且还提高了试验效率。
2. 提高准确性采用数值模拟的方式可以准确地预测车辆在不同碰撞情况下的受损情况，从而为汽车生产厂商提供重要参考。
这种方法比传统的汽车碰撞试验更为准确。
3. 罕见情况的模拟汽车碰撞试验通常只能对经典的碰撞情况进行测试，而数值模拟技术可以模拟罕见情况，例如车辆侧翻等情况。
这种方法可以更全面地评估车辆的安全性能。
三、数值模拟技术的局限尽管数值模拟技术在汽车碰撞试验方面具有许多优点，但也有一些局限性。
1. 受材料特性限制数值模拟技术采用先进的数学方法对车辆碰撞性能进行分析，但这种方法需要进行大量计算，而计算的准确性又取决于材料特性的准确性。
汽车碰撞仿真优化设计基于CFD仿真软件FLUENT开发分析技术
汽车碰撞仿真优化设计基于CFD仿真软件FLUENT开发分析技术汽车碰撞是一项非常重要的研究领域，在汽车设计和安全性能评估中具有关键作用。
传统的试验方法需要大量的时间和费用，而且往往受到实验条件的限制。
因此，利用计算流体力学（CFD）仿真软件FLUENT进行汽车碰撞仿真优化设计成为一种高效、准确且经济的方法。
使用CFD仿真软件FLUENT进行汽车碰撞仿真可以分析车辆的性能和安全性能，优化设计以提高车辆的碰撞安全性。
以下是基于CFD仿真软件FLUENT开发的分析技术：1. 碰撞模型搭建：首先，需要建立汽车碰撞的模型。
根据实际的车辆结构和材料，利用CAD软件绘制车辆模型。
将车辆导入到FLUENT中，创建合适的网格，并设置边界条件、材料属性等参数。
2. 碰撞力分析：通过CFD仿真软件FLUENT的求解器，可以获取车辆碰撞时的动力学特征。
通过应用质量守恒、动量守恒和能量守恒等原理，可以计算和分析碰撞中的作用力、压力分布、速度和动能转化等信息。
这些数据可以帮助评估车辆在碰撞中的表现。
3. 碰撞安全性评估：通过CFD仿真可以对车辆碰撞过程中发生的事故进行模拟和评估。
通过对模拟结果的分析，可以评估车辆在碰撞中的刚度、变形和应力分布情况，从而判断其安全性能。
这种通过仿真进行的评估可以有效减少实验过程中的危险和费用，提高设计和研发过程的效率。
4. 优化设计：利用FLUENT进行碰撞仿真可以帮助优化车辆的设计。
通过对不同设计变量的调整和模拟分析，可以评估不同设计方案在碰撞安全性方面的性能差异，并找到最佳设计方案。
这可以在车辆设计的早期阶段就评估不同设计方案的碰撞效果，并指导后续的优化设计决策。
5. 碰撞后续分析：CFD仿真软件FLUENT还可以用于汽车碰撞后的分析。
通过模拟车辆碰撞后的情况，可以评估车辆的损伤程度、安全气囊的展开情况以及车辆内部空间的安全性能。
这些数据对于改进车辆的设计和安全性能具有重要意义。
总结起来，基于CFD仿真软件FLUENT的汽车碰撞仿真优化设计分析技术可以帮助汽车制造商和研发人员更好地评估车辆的碰撞安全性能，优化设计，减少实验成本和时间，提高车辆的安全性能。
汽车碰撞模拟仿真分析(二)2024
汽车碰撞模拟仿真分析（二）引言概述:汽车碰撞模拟仿真分析是一种以计算机模拟技术为基础的方法，用于评估汽车在碰撞情况下的性能和安全性。
通过模拟碰撞过程，可以分析汽车结构的强度、安全气囊的部署策略以及乘员的安全性能。
本文将从五个方面展开分析，包括设计目标、碰撞模型建立、模拟参数设定、结果分析以及模型优化。
正文:1. 设计目标1.1. 确定碰撞测试类型：前端碰撞、侧面碰撞、翻滚等。
1.2. 确定碰撞模拟的目的：评估车辆结构的强度、研究不同碰撞安全装置的影响等。
1.3. 设计碰撞模拟的评估指标：例如最大应力、变形量以及乘员安全性能指标等。
2. 碰撞模型建立2.1. 基于车辆CAD模型创建初始碰撞模型。
2.2. 给定初始材料属性和约束条件。
2.3. 分解模型为有限元网格。
2.4. 根据实际碰撞情况进行碰撞构件和碰撞障碍的模型建立。
3. 模拟参数设定3.1. 确定碰撞速度、碰撞角度和碰撞位置等。
3.2. 设置模拟的时间步长和总仿真时间。
3.3. 针对不同部位和组件设置不同的材料参数。
3.4. 设定边界条件和限制条件，如刚性约束和接触模型等。
3.5. 进行预处理，包括网格优化和权重设定等。
4. 结果分析4.1. 对模拟结果进行后处理，包括应力分析、变形分析等。
4.2. 分析模型在不同碰撞条件下的强度和刚度性能。
4.3. 评估车辆碰撞安全装置的效果，如安全气囊等。
4.4. 比较不同模型和参数设置下的结果差异。
5. 模型优化5.1. 根据结果分析的反馈信息，对碰撞模型进行优化设计。
5.2. 调整材料属性、组件结构等以提升碰撞性能。
5.3. 重新进行碰撞仿真，评估优化效果。
5.4. 根据评估结果再次进行优化，循环迭代，直至达到设计目标。
总结:汽车碰撞模拟仿真分析是一种重要的方法，用于评估车辆的碰撞性能和安全性。
本文从设计目标、碰撞模型建立、模拟参数设定、结果分析以及模型优化等五个大点展开了详细的阐述。
通过模拟碰撞过程并对模拟结果进行分析，可以提供汽车设计和安全装置研发的参考依据，以确保汽车在碰撞情况下具备较高的安全性能和乘员保护能力。
汽车碰撞仿真中的数据模型选择与验证方法研究
汽车碰撞仿真中的数据模型选择与验证方法研究近年来，汽车碰撞仿真技术在汽车工程领域得到广泛应用，它通过模拟车辆碰撞过程，可以预测车辆在碰撞中的动态响应和各部件受力情况，为汽车设计、排除安全隐患及提高车辆碰撞安全性提供了强有力的手段。
在汽车碰撞仿真中，数据模型的选择与验证是确保仿真结果准确性和可信度的关键因素，本文将对这一问题进行研究。
首先，汽车碰撞仿真中的数据模型选择是建立准确仿真模型的基础。
在选择数据模型时，应考虑以下几个方面。
首先，保证数据模型能够准确地表征汽车结构和材料特性。
不同材料在碰撞过程中的行为存在差异，如金属、塑料等材料在受力状态下的变形特性不同，需要选取合适的本构模型。
此外，汽车结构也具有复杂性，应选择可以精确刻画各部件几何形状和连接方式的模型。
其次，数据模型应具备良好的可调参数性，以满足不同碰撞场景和测试需求。
通过合理调整模型参数，可以模拟不同碰撞速度、角度和碰撞物的影响。
最后，数据模型的选择应考虑仿真的计算效率和可扩展性。
高效的数据模型可以减少计算时间，提高仿真的效率。
同时，模型应能够适应不同尺度和复杂度的碰撞仿真需求。
其次，验证方法对于汽车碰撞仿真也具有重要意义。
验证是为了确保仿真结果与实际车辆碰撞情况的吻合度，以验证所选数据模型的准确性和可信度。
首先，应对仿真模型进行准确性验证，即与实际车辆碰撞测试结果进行对比。
通过测量车辆在碰撞过程中的变形、应变、应力等数据，可以与仿真结果进行比对，评估模型的准确性。
此外，还可以通过利用 brake slam、cone drop 等实验测试数据进行验证，以进一步评估数据模型的真实性。
其次，应使用不同的验证方法进行多方位的验证。
例如，可以通过横向对比不同碰撞情况下汽车的实际碰撞测试数据与仿真结果，以及竖向对比同一碰撞场景下的不同仿真软件的结果来验证所选数据模型的准确性。
此外，还可以利用文献数据和理论计算结果进行验证。
通过综合考虑多个验证结果，可以评估数据模型的可信度和适用范围。
整车碰撞焊点失效仿真方法研究及应用
整车碰撞焊点失效仿真方法研究及应用
张继游;熊明
【期刊名称】《上海汽车》
【年(卷),期】2022()7
【摘要】文章研究了在整车碰撞仿真中准确模拟热成型件焊点失效的方法。
通过焊点单元失效设置、钣金件厚度失效设置、热成型件焊点热影响区建模和热成型件材料设置,能很好地模拟带有热成型件的整车碰撞仿真结果。
该方法在某车型开发中获得良好的应用效果,预测出该车型在某次整车侧面碰撞试验中热成型件的开裂问题,其优化方案在后续的整车仿真模拟和整车碰撞试验中均未发生热成型件开裂问题。
结果表明,该方法科学合理,对整车耐撞性开发具有很好的指导意义。
【总页数】5页(P42-46)
【作者】张继游;熊明
【作者单位】上汽大众汽车有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.基于试验标定的轿车碰撞焊点失效模拟方法研究
2.基于汽车碰撞仿真的实体单元焊点模拟方法研究
3.整车焊点失效预测的研究及应用
4.整车碰撞虚拟仿真中橡胶悬置的仿真方法
5.轨道车辆整车碰撞仿真试验对标方法研究
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基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究
基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究汽车安全一直以来都是人们关注的热点话题，而在汽车安全的各个方面中，汽车碰撞安全测试更是至关重要。
虚拟仿真技术的应用给汽车碰撞安全测试带来了巨大的变化，基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究也就成为了重要的研究方向。
一、虚拟仿真技术在汽车碰撞安全测试中的应用虚拟仿真技术是指通过计算机技术和虚拟现实技术模拟真实对象在特定情况下的各种行为方式。
在汽车碰撞安全测试中，虚拟仿真技术已经被广泛应用。
通过虚拟仿真技术建立的模型，可以模拟车身的各个区域在不同碰撞情况下受到的力度和变形程度，从而分析车身的结构所产生的应力和变形，并根据模拟结果来进行优化设计，提高汽车的碰撞安全性能。
二、基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究的意义虚拟仿真技术的应用对汽车碰撞安全测试研究具有重要的意义。
首先，虚拟仿真技术能够精准地模拟汽车在不同碰撞情况下的变形和变化，同时能够进行多种不同的仿真和测试，从而寻找最优方案。
其次，基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试节省了大量的时间和成本。
传统的汽车碰撞测试需要购买专门的测试设备，并对不同的测试场地和各种不确定性因素进行考虑，而基于虚拟仿真技术的汽车碰撞测试则完全不需要考虑这些问题，可以节省大量的时间和成本。
最后，虚拟仿真技术的应用能够有效地提高汽车碰撞安全性能。
通过优化设计和模拟测试，可以发现改进点，并提出相应的解决方案，从而提高汽车碰撞安全性能。
三、基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究中的挑战和问题虚拟仿真技术的应用使得汽车碰撞安全测试工作变得更为高效，然而，也存在一些挑战和问题。
首先，虚拟仿真技术的应用需要高精度、高度还原真实场景。
由于汽车碰撞测试涉及到很多复杂的物理和力学问题，因此，需要对仿真平台和测试方法进行优化，提高仿真精度。
其次，虚拟仿真技术的应用也需要不断优化仿真算法和模型。
虚拟仿真技术的应用领域非常广泛，因此，需要不断提高算法和模型的准确性，从而能够更好地模拟汽车在不同碰撞情况下的变化。
汽车碰撞仿真中的材料失效和GISSMO模型
汽车碰撞仿真中的材料失效和GISSMO模型1引言传统的汽车通常是全钢车身，所用钢材延展性较好，碰撞后车体结构主要发生溃缩和弯折变形，只有极少量结构件可能断裂失效。
所以在进行碰撞仿真时只要求材料卡片能够准确描述材料弹塑性行为，一般无需对材料失效进行数值模拟，少量部件失效的影响可以基于工程经验进行估计。
近年来，轻量化材料，如镁铝合金、高强热成型钢和非金属复合材料在汽车行业得到了广泛的应用，这些材料的延展性远低于普通钢材，在车辆发生碰撞时极有可能发生断裂，如图1。
所以有必要考虑其失效行为并在仿真分析中应用合适的材料失效模型。
图1 铝合金车体碰撞时失效开裂2应力三轴度与失效应变在碰撞仿真中，我们可以基于单向拉伸试验的失效塑性应变来判断材料是否失效，这就是所谓的常应变失效准则。
常应变失效准则按照所采用应变指标的不同，又可细分为多种，其中最常见的有最大主应变准则和等效塑性应变准则，分别如公式(1)和公式(2)所示。
其中εmax为单拉工况的失效应变，εpmax为单拉工况的失效塑性应变，对于大多数材料，发生失效时塑性应变远大于弹性应变，所以我们可以认为失效应变和失效塑性应变近似相等。
εp1、εp2和εp3是三个塑性主应变。
εp是等效塑性应变，也叫Von Mises塑性应变，其表达式与Von Mises应力类似，但前面多了一个系数2/3。
此处需要强调一点，通常认为塑性应变不会导致体积变化（即塑性应变的泊松比为0.5），所以三个塑性主应变之和恒定为0，常应变失效准则最简单最易实现，但它的表达形式中没有考虑到材料失效中的诸多因素，因而计算结果误差较大。
对现有金属材料的研究发现，应力状态对于失效等效应变数值起着决定性作用，材料所受应力状态不同时，材料内产生的塑性变形与应力集中程度将不同，材料失效应变数值也将发生变化。
在大多数的失效准则中，结构一点处的应力状态通常采用应力三轴度η来表示，其表达式为从应力三轴度的定义式可以看出，应力三轴度为静水应力与Von Mises应力的比值。
仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用与发展趋势
仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用与发展趋势近年来，汽车碰撞模拟技术在汽车研发和安全评价中扮演着越来越重要的角色。
仿真技术不仅能够在设计阶段帮助工程师快速测试和优化车辆结构，还可以对车辆在碰撞事故中的表现进行评估，提前预判风险，并为安全改进提供指导。
本文将探讨仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用，并展望其未来的发展趋势。
一、仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用1. 碰撞分析仿真技术可以模拟不同角度、不同速度的碰撞情况，对车辆在碰撞中的变形、应力分布等进行准确的分析。
通过仿真分析，可以及时发现设计缺陷，提前进行结构改进，减少碰撞事故对车辆和乘客的伤害。
2. 安全评价汽车碰撞模拟可以通过仿真来评估车辆在不同碰撞情况下的安全性能。
例如，通过碰撞测试，可以检测各个部位的变形情况，评估车辆的刚性和防护能力。
同时，还可以模拟不同碰撞速度和角度对乘客的伤害程度进行评估，为汽车的主被动安全设计提供参考依据。
3. 冲击吸能结构优化仿真技术可以对冲击吸能结构进行优化设计。
通过模拟不同材料和结构的吸能装置，可以评估其吸能效果，并提供改进方案。
这样的优化设计可以进一步提升汽车的安全性能，减少碰撞事故对乘客的伤害。
二、仿真技术在汽车碰撞模拟中的发展趋势1. 多物理场耦合仿真随着技术的不断发展，将多物理场耦合仿真引入汽车碰撞模拟领域已成为趋势。
传统的碰撞仿真主要关注结构变形和应力分布，而耦合仿真可以考虑液体、气体等非结构性部分的行为，例如汽车内部的空气被激发的波动、燃烧等现象。
这样能够更全面地评估汽车在碰撞中的响应情况，进一步优化车辆设计。
2. 车辆主动安全性能模拟除了被动安全性能模拟外，车辆的主动安全性能模拟也逐渐受到关注。
主动安全性能包括避免碰撞、减轻碰撞后果等方面，如自动制动系统、车道保持辅助系统等。
通过仿真模拟，可以评估这些主动安全系统在不同碰撞场景下的性能，并为其改进提供指导。
3. 跨尺度仿真目前，汽车碰撞模拟主要关注整车层面的耦合仿真，但随着材料科学和计算能力的进步，将从宏观到微观的跨尺度仿真引入碰撞模拟成为可能。
仿真分析在汽车碰撞模拟中的计算精度与可靠性评估
仿真分析在汽车碰撞模拟中的计算精度与可靠性评估在汽车安全性能研究领域，碰撞模拟是一个重要的手段。
它通过使用计算机仿真软件，对汽车在碰撞过程中的受力情况进行模拟与分析，以评估汽车的安全性能。
然而，对于这种仿真分析方法，我们需要关注其计算精度与可靠性。
本文将探讨仿真分析在汽车碰撞模拟中的计算精度与可靠性评估问题。
一、计算精度评估在汽车碰撞模拟中，计算精度是一个重要的指标，它影响着模拟结果的准确性。
计算精度评估主要从以下两个方面进行：1.1 数值方法选择在汽车碰撞模拟中，常用的数值方法有有限元法、多体动力学法等。
不同的数值方法适用于不同的问题和场景，其计算精度也有所差异。
因此，在进行碰撞模拟时，我们需要根据具体情况选择适合的数值方法，以提高模拟结果的计算精度。
1.2 模型建立与验证在进行汽车碰撞模拟之前，我们需要建立汽车的数学模型，并对其进行验证。
模型的合理性和准确性对计算精度有着重要影响。
模型建立时需要考虑车辆结构、材料力学性质等因素，同时还需要进行实验验证以确保模型的准确性。
只有在模型建立与验证的基础上，我们才能进行精准的碰撞模拟计算。
二、可靠性评估在进行汽车碰撞模拟时，除了计算精度外，还需要关注模拟结果的可靠性。
可靠性评估主要包括以下几个方面：2.1 敏感性分析敏感性分析是一种常用的可靠性评估方法，它通过改变参数值或模型假设等因素，观察结果的变化情况，以评估模拟结果的可靠性。
在进行汽车碰撞模拟时，我们可以对模型参数进行敏感性分析，以了解模拟结果对参数变化的敏感程度，从而判断模拟结果是否可靠。
2.2 精度验证为了评估模拟结果的可靠性，我们还需要将仿真结果与实际测试结果进行对比。
通过与实际测试结果的比对，我们可以判断模拟结果的准确性，并评估模拟方法的可靠性。
精度验证是一种常用的评估模拟可靠性的方法，在汽车碰撞模拟中具有重要意义。
2.3 算例比较在进行汽车碰撞模拟时，我们可以通过开展不同算例的比较研究，评估模拟结果的可靠性。
汽车碰撞模拟仿真碰撞时车辆的电气系统受损情况
汽车碰撞模拟仿真碰撞时车辆的电气系统受损情况汽车碰撞模拟仿真是现代汽车行业中一项非常重要的技术，它可以帮助设计师和工程师预测车辆在发生碰撞时的情况，包括车辆结构的受损程度、乘客的安全性以及车辆的电气系统受损情况。
本文将重点探讨汽车在碰撞模拟中的电气系统受损情况。
在汽车碰撞模拟中，电气系统是一个重要的被考虑因素。
由于碰撞会导致车辆中各个部件之间的相互撞击和位移，电气线路和设备可能会受到拉扯、压力和振动等影响，从而导致电气系统的损坏。
首先，碰撞对电气线路的影响是显而易见的。
在碰撞中，车辆的车身结构和车门等部件可能会受到较大冲击力，导致车辆内部各个电气线路的受损。
例如，车门上的电气线路可能会被压扁或断裂，导致车窗、车灯、音响等设备失去正常功能。
而在高速碰撞中，电气线路还有可能因为过高的拉力而被拉断，进一步加重电气系统的损坏程度。
其次，车辆中的电子设备也很容易在碰撞中遭受到损坏。
现代汽车配备了许多电子设备，如发动机控制单元(ECU)、仪表盘、导航系统等。
这些设备往往位于车辆前部或车内的重要部位，因此在碰撞发生时非常容易受到损坏。
碰撞可能导致电子设备的电路板损坏、电子芯片脱落，进而导致这些设备无法正常工作。
此外，碰撞对电池和充电系统也会造成损坏。
现代汽车通常采用大容量锂离子电池作为动力源，这些电池通常都位于车辆的底部或后部。
碰撞时，电池可能会受到外力撞击或挤压，进而导致电池外壳破裂、电池内部电池芯受损或直接短路。
此外，充电系统中的充电电路和充电线也容易在碰撞中断裂或受损，导致电池无法正常充电。
最后，碰撞模拟中的电气系统受损还会对车辆的安全性产生影响。
现代汽车的安全系统通常都与电气系统紧密相连，例如安全气囊、防抱死制动系统(ABS)等。
在碰撞中，电气系统的受损可能会导致这些安全系统无法正常工作，从而减弱车辆对碰撞的响应能力，增加乘客的受伤风险。
综上所述，汽车碰撞模拟中车辆的电气系统受损情况是一个复杂的问题，涉及到电气线路、电子设备、电池和安全系统等多个方面。
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机械科学与技术 M ECHAN ICAL SC IEN CE AND T ECHNOLO GY
文章编号: 100328728 (2000) 0220046203
V o l. 19 N o. 2 M a r 2000 Ξ
汽车碰撞仿真中的连接失效模拟
薛 量, 姜正旭, 林忠钦
这两种情况下薄壁梁吸能情况也截然不同。 梁板和腹 板的能量吸收比例在焊点未开裂的情况下和焊点开裂的情 况下也有很大不同。 表 1 列出这两种情况的差别。
表 1 薄壁梁溃缩前 200mm 变形能研究
焊点未开裂
焊点开裂
压缩 200mm 所需时间 (m s)
19.067. 6
汽车碰撞的实验研究表明, 这些连接方式的失效行为 对整车的碰撞性能起着重要的作用。 焊接点的失效与否影 响着车身各部件的动力学关系。 在汽车碰撞的有限元仿真 建模中, 连接方式的模拟在建立整车碰撞模型中是十分重 要的一环。
对于汽车碰撞的数值分析来说, 一个简单有效的连接 模型极为重要。一个三维的焊点、铆钉或螺栓对于整车研究 来说太细致了, 而且研究单个焊点、铆接或螺栓的失效模式 也不在抗撞性研究的范围之内。然而在数值分析中, 这些连 接方式起的约束作用则必须引入到约束方程中, 在整车模 型中也必须建立这样的约束条件来连接不同的结构件以传 递约束力。 随着约束力的逐渐增大, 连接方式会最终失效。 连接方式的承载特性对于结构的碰撞特性和失效模式影响 极大。
从图 4b 的结果可以看出, 由于焊点强度过低而导致了 一种和图 4a 完全不同的溃缩模式。 这时, 焊点在碰撞初期 就开裂, 计算结果显示所以焊点全部开裂。梁板的变形结果 与图 4a 类似, 腹板由于焊点开裂, 失去约束作用而未出现
306
机械科学与技术
第 19 卷
波纹管模态, 仅仅是向腹面卷曲。仿真结果还表明焊点开裂 是对应节点之间的拉剪共同作用的结果。
[ 参考文献 ]
[ 1 ] W ierzb ick T , et al. A Tw o Fo lding E lem en ts M odel of P rog ressive C ru sh ing of T ubes[J ]. In t. J. So lid s Structu res, 1992, 29 (24) : 3269～ 3288
能量。 计算结果表明在位移 达 到 200mm 以 内 的 平 均 轴 向压力焊点未开裂的为 51.
图 7 两种焊点强度下的 位移2轴向压力曲线
90sKN , 而焊点开裂的只有 45. 78KN , 比未开裂的情况要 低 12%。
3 结束语 本文描述了汽车碰撞仿真中的连接方式模拟, 并分析
了各种连接方式的力学模型和失效条件。 本文通过薄壁梁 碰撞性能的分析给出了焊点失效对碰撞性能的影响的数值 分析结果, 结果表明焊点的强度对薄壁梁结构的折曲模式 有很大影响, 其吸能性能随焊点的失效而降低。
本文描述了连接方式的模拟方法, 并讨论了各种不同 处理方式的机理, 着重分析了碰撞仿真中的焊点处理。通过 一个典型的薄壁梁结构的碰撞分析中点焊处理的实例, 讨 论了连接失效对碰撞性能的影响。
1 连接方式的模拟 从力学表现来看, 点焊和铆接有着不同的特点。焊点连
接的两个不同部件, 可以传递拉 压力和剪切力, 随着载荷 的增大, 焊点和 或部件在拉剪两个方向发生塑性变形, 当 塑性变形超出了失效应变, 焊点就断裂失效。 一般来说, 铆 钉连接是一种松连接, 在小变形范围内无法传递力和力矩。 在大变形时, 对应部件间的力主要通过铆钉本身的材质来 传递。
定义约束的第三种方法是在不同节点之间定义一种称 为节点刚体的约束。节点刚体可由两个或多个节点组成。节 点刚体约束方法用刚体运动方程来描述点的运动。 对应节 点的位置和方向在运动中并不改变, 因此, 节点的转动能被 耦合进来。
连接方式的失效可以是脆性的或塑性的, 可单独建立 脆性或塑性的失效条件。 满足任一失效条件, 则判定失效。
图 5 某开裂节点对应的两个 图 6 开裂焊点对应节点直线
节点的厚向位移2时间
距离2时间曲线
上述的两种不同的折曲
模式所产生的薄壁的碰撞吸
能特性也不同。图 7 为两种折
曲模式的轴向压力和位移的
变化曲线, 可以看出焊点未
开裂的结果要比焊点开裂的
结果轴向承受了更多的压
力, 也就 是 说 吸 收 了 更 多 的
该方法定义滑移界面的一个部件上的一些节点固连到 另一个结构件的表面。该节点的平移和 或转动自由度和对 于表面接触点的运动相耦合。 通过该种固连可传递 f n 和 f s, 但不可以传递力矩。在失效后, 只需检查接触条件, 两部 件可独立运动, 该方法最大的优点在于相邻的两个部件可
各自划分网格。 由于是一个部件上的节点和另一个部件上 的单元上的接触点之间的固连, 所有定义连接方式的两个 相邻节点的几何位置不必对应。 1. 3 节点刚体约束
(上海交通大学机械工程学院, 上海 20030)
薛 量
摘 要: 描述了汽车碰撞仿真研究中连接方式的模拟方法, 讨论了各种连接方式的不同 约束条件和失效准则。本文通过一个典型的闭口帽型截面的薄壁梁在轴向碰撞载荷 下的屈曲模态给出了不同强度的连接方式所产生的不同溃缩模式, 进而分析了连接 失效对载荷2位移曲线和碰撞吸能特性的影响, 为利用有限元仿真进行碰撞结构设 计提供了依据。
通过基于力的失效准则或基于连
接节点的相邻单元的塑性应变极 限可以定义梁单元的失效。 这两 种方法分别称为脆性失效准则
图 2 焊点的脆性 失效条件
(图 2) 和塑性失效准则。 梁单元可以描述点焊传递轴向力 f n 和剪切力 f s 和扭矩。
基于力的失效准则为
〔m ax (f n, 0) 〕n + 〔 f s 〕m Ε 1
焊点强度达到要求和仅达到 40% 要求的薄壁梁碰撞 的网格变形时序结果如图 4a 和图 4b 所示。 焊点强度达到 要求的一组变形结果显示梁板和腹板首先同时在碰撞端发 生局部屈曲, 进而向另一端扩展, 呈现波纹管式的溃缩模 式。计算结果显示在碰撞过程中, 没有焊点开裂。在焊点的 凸缘处, 梁板和腹板同向屈曲。
8217. 7
腹板内能 (J )
1940. 2
577. 5
梁 腹板内能比
4. 16
14. 23
由此可见, 焊点开裂导致了梁板吸收能量的大辐下降。
图 4 薄壁梁溃缩模式 图 5 的曲线表示某个焊点对应的两个节点在碰撞过程 中的厚向位移的变化。 可以看出在 14m s 后两节点之间的 相对运动的速度突然加大。 计算结果显示在 14. 253m s 时 刻, 节点 231 和节点 2610 之间的焊点开裂。开裂瞬时, 焊点 轴向拉力为 1. 785KN , 切向剪力为 1. 948KN。 对应两节点 之间的直线距离 (如图 6 所示) 说明了焊点开裂的情况。
2 点焊连接薄壁梁碰撞性能的模拟 本文以一个点焊连接的闭口帽型截面的薄壁梁的碰撞
特性分析来说明焊点模拟及其失效对薄壁梁的碰撞性能的 影响。这种薄壁梁是典型的车身结构, 车身的纵梁结构就是 这一类薄壁梁。在汽车发生正面或追尾碰撞时, 纵梁结构发 生溃缩和弯曲变形, 吸收了大多数的碰撞能量。
在整个梁的轴向每侧布置 14 个焊点, 在有限元模型中 在焊点位置的对应节点建立无质量梁模型来模拟焊点约 束。点焊从工艺上来看属于压力焊中的电阻焊, 其工艺特点 决定了焊接接头的强度达不到母材的性能指标。 国外有些 文献根据焊点熔核的直径来估算焊点的抗拉抗剪强度极 限, 这种方法估算出来的强度极限比焊点的实际情况要高。 实际点焊接头的拉伸强度及抗剪强度要低, 对于钢来说, 拉 伸强度约为抗剪强度的 60～ 75%。这是因为在点焊接头在 受到拉伸时, 熔核边缘将产生极为严重的应力集中和拉力 垂直作用于柱状晶相碰的薄弱界面上。
Ξ 收稿日期: 1999204226 作者简介: 薛 量 (1973- ) , 男 (汉族) , 上海交通大学机械工程学院博士研究生
第2期
薛 量等: 汽车碰撞仿真中的连接失效模拟
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体方式。
(1) 无失效约束模型: 耦合至少两个节点的一个或多 个平移自由度, 转动自由度不能耦合, 不带失效条件。 该方 法可用于描述各种连接方式。
[ 2 ] O hkubo Y, et al. M ean C ru sh ing Strength of C lo sed2H at Section M em bers[R ]. SA E T ran saction, p ap er 740040
关 键 词: 碰撞; 仿真; 连接失效; 吸能特性 中图分类号: T P 391. 9 文献标识码: A
引 言 现代轿车的承载式车身普遍采用点焊接技术来连接车
身的覆盖件, 同时辅以缝焊, 再加上铆钉和螺栓等连接件连 接车身的各个零部件。 例如一辆上海大众汽车有限公司生 产的桑塔纳轿车不计外协件有 47, 430 个焊接点。 航空、航 天器也采用这些连接方式来连接。 这些连接方式是现代机 械制造技术中的一个重要环节。
本文所研究薄壁梁的梁板和 3 腹板的 板 厚 均 为 1. 5mm , 根据 HB 5282284 结构钢和不锈钢电阻点焊和缝焊质 量检验标准, 该厚度焊点的极限剪切承载能力 S s= 5. 6KN。 极限抗拉承载能力以 70% 的极限剪切承载能力计, S n = 3. 92KN。
为了研究焊点强度对薄壁梁结构的碰撞特性的影响, 本文针对焊点强度达到 HB 5282284 要求的薄壁梁和焊点 强度没有达到要求 (只有要求的 40% ) 的薄壁梁进行碰撞 性能分析。焊点模型采用无质量梁单元。考虑到薄壁梁的折 线处较大, 吸收的碰撞能量也较多, 因此折线处网格划分较 密, 中部则较疏。
sn
ss
(2)
式中 sn 和 ss 分别为焊点所能承受的极限轴向拉力和极限