后碰结构分析报告

后碰结构分析报告

目录

1 分析目的和意义 (1)

2 使用软件说明 (1)

3 整车参数 (1)

3.1整车基本参数 (1)

3.2有限元基本参数 (1)

3.3载荷施加定义 (3)

4 碰撞模拟结果 (4)

4.1能量检查 (4)

4.2碰撞模拟总体变形结果 (4)

4.3后地板和后车架变形结果 (6)

4.4油箱模拟变形情况 (8)

4.5B/C柱间距变化量 (11)

5 总结 (12)

6 误差分析 (12)

1 分析目的和意义

为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞性的要求，采用动态大变形非线形有限元模拟技术，进行了QQQQ后碰燃油系统安全性的仿真分析。汽车车体结构变形特性是影响汽车安全性能的关键因素，本文通过对QQQQ模拟结果进行分析，为整车的安全性提供参考。

2 使用软件说明

在本次模拟中，主要使用了HYPERMESH前处理软件和LS-DYNA求解器，HYPERMESH 是世界领先的、功能强大的CAE 应用软件包，由希腊BETA 公司开发，目前在世界上的应用非常广泛。HYPERMESH 具有强大的有限元网格前处理功能，支持结构和流体网格。LS-DYNA是一个以显式为主，隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。

3 整车参数

3.1 整车基本参数

QQQQ基本参数如下所示：

表1 QQ基本尺寸

3.2 有限元基本参数

本次根据项目组提供的QQ整车数模、零部件明细表及质量、材料特性等数据，考察50kph后碰燃油系统的安全性能。使用的主要材料有DC01、DC03、BLD、20#、B340/590DP、BUSD、ABS、PP等。模型基本参数如下：

表格2 QQ 有限元模型信息

图1 整车有限元模型

图2 白车身板材厚度分布（mm）

图3 开闭件板材厚度分布（mm ）

3.3 载荷施加定义

在后碰仿真分析中，在实验车正后方，重1.1吨的刚性撞击器以50km/h 的速度撞击试验车辆，移动方向应水平并平行于被撞车辆的纵向中心平面，装置表面铅锤垂直于被撞车辆的纵向中心平面，其表面中垂线和被撞车辆的纵向中心平面横向偏差不大于300mm 。同时保证碰撞表面下边缘离地高度为（175±25）mm 。刚性碰撞装置表面的平面宽度为2500mm ，高度为800mm ，在本次模拟分析中，刚性装置的速度为50km/h ，方向为X 轴负方向。同时对整车模型施加垂直地面的重力，如图4所示：

图4 分析工况加载示意图

重力加速度：g

刚性装置

速度：50km/h

地面

4 碰撞模拟结果

4.1 能量检查

碰撞过程中能量的变化以及质量增加情况是评价建模是否正确的重要指标。

图5 能量曲线

图6 质量增加曲线

4.2 碰撞模拟总体变形结果

碰撞过程中各个时刻变形情况可以反映出整车在碰撞过程中的变形情况。下面给出了0ms、20ms、40ms、60ms、80ms整车碰撞变形状态：

图7 0ms整车碰撞变形情况

图8 20ms整车碰撞变形情况

图940ms整车碰撞变形情况

图1060ms整车碰撞变形情况

图1180ms整车碰撞变形情况

4.3 后地板和后车架变形结果

在后碰中，最主要的能量吸收部件包括后车架和后地板，他们几乎都是由薄壁金属件构成的，在发生碰撞时，受到强烈撞击的薄壁构件会发生塑性变形，这种塑性变形本身伴

随着碰撞能量的吸收。

图120ms地板和车架碰撞变形情况

图13 20ms地板和车架碰撞变形情况

图14 40ms地板和车架碰撞变形情况

图15 60ms地板和车架碰撞变形情况

图16 80ms地板和车架碰撞变形情况

4.4 油箱模拟变形情况

在碰撞过程中，燃油装置不应发生液体泄漏，碰撞试验后，燃油装置若有液体连续泄漏，则在碰撞后前5min平均泄漏速率不应大于30g/min。由于在CAE分析中，无法直接判断漏油情况。因此，本报告中将根据行业内标准的判断分析方法，从以下两个方面来判断油箱是否安全。

4.4.1 各阶段油箱与周围件接触情况

图17—21，给出了碰撞过程中0ms、20ms、40ms、60ms、80ms时刻油箱与周围件的局部接触情况。如果在模拟计算过程中，油箱与周围部件锋利的锐边接触或者被周围部件挤压过大，则油箱有可能被刺穿或者压溃而破裂。从下列图片中可以看出，油箱并未出现

以上情况。

图170ms油箱与周围件接触情况

图18 20ms油箱与周围件接触情况

图19 40ms油箱与周围件接触情况

图20 60ms油箱与周围件接触情况

图21 80ms油箱与周围件接触情况

4.4.2 油箱变形

除了上述的直观的判断标准以外，目前在CAE分析过程中，应用很广泛的还有根据油箱变形情况来判断的方法。根据一些经验和试验数据，对于金属材料或者是塑料油箱来说，要使油箱不因自身挤压变形而导致漏油的情况出现，油箱最大塑性应变不超过20%。

下面是油箱塑性应变云图，最大塑性应变为1.96%。

图22油箱塑性应变云图

图23 油箱变形情况

4.5 B/C柱间距变化量

在纵向冲击力的作用下，B/C柱间主要承受与车辆轴向冲击力的作用，间距变化量主要表现为轴向压缩。

图24 门框变形参考点示意图

图25 左B/C柱间距变化量