[发明专利]一种汽车碰撞使用的壁障的有限元建模方法

说明书

一种汽车碰撞使用的壁障的有限元建模方法，使用壳单元模拟蜂窝铝；重复有限元蜂窝铝组成前防撞蜂窝铝吸能块与后主体蜂窝铝吸能块；在蜂窝铝中建立空气囊单元模拟空气的流动；建立安装板模型与蜂窝铝表面蒙皮有限元模型；将上述结构通过胶水单元黏合形成壁障模型；建立可移动壁障的车架模型；通过安装板将壁障模型固定在车架模型上，定义蜂窝铝吸能块内部及外部的接触关系和各接触面的摩擦系数；将实际碰撞测试工况中使用的壁障参数代入模型，建立所需壁障模型，加入整车模型，利用所述壁障进行相应工况的碰撞有限元仿真分析。本发明所提供的壁障的有限元建模方法，能极大的提高壁障的有限元模型的精确度，优化了壁障工况的计算精度和效率。

技术领域

本发明涉及到有限元仿真建模领域，特别是涉及到一种汽车碰撞使用的壁障的有限元建模方法。

背景技术

目前在国内汽车行业中，随着汽车需求量及出口量的不断增加，汽车企业针对当前开发车型的安全要求及所销售的国家法规要求，需要满足不同的法规评价。在车型研发初期，为了节约实车碰撞的成本，需要大量的使用有限元计算资源进行碰撞仿真模拟。

在汽车正侧面法规碰撞模拟计算中，针对不同的碰撞工况，需要使用不同的有限元壁障。同时在侧面碰撞模拟计算中，不同国家法规试验中会使用不同的壁障，例如中国新车评价标准使用的加强的AEMDB，美国公路安全保险协会使用的MDB以及欧洲新车评价标准即将使用的MPDB等。为了使得仿真结果中车辆的评价更加可靠，高精度的可变形壁障模型则十分关键。

传统的壁障模型通过体单元或者等孔径的壳单元来建立，体单元所支持的材料定律不具有模拟复杂失效模式的能力，特别是在T方向的冲击中不能很好的模拟蜂窝铝的撕裂。并且在冲击实验中，蜂窝铝块在T方向的破坏是渐进的，传统的规则的体单元模型在T向是均匀变形的，无法模拟这种渐进的破坏形式。等孔径的壳单元由于单元数量巨大，耗费巨大的计算资源，极大的影响企业的整车开发进度且容易引起模型的不稳定，因此急需一种高精度且高效率的，更接近物理壁障的有限元模型。随着我国汽车自主品牌的迅速崛起，及汽车出口量的迅速增加，本发明在保证运算效率的基础上最大程度的提高了模型的运算精度，能够适用于不同国家的法规，在节约样车成本及提高汽车研发效率起着巨大的作用。

发明内容

本发明的目的要解决上述技术问题，提供一种汽车碰撞使用的壁障的有限元建模方法。

本发明的目的是这样实现的：一种汽车碰撞使用的壁障的有限元建模方法，其特征在于，包括：

步骤1：使用壳单元模拟蜂窝铝。

步骤2：重复有限元蜂窝铝组成前防撞蜂窝铝吸能块与后主体蜂窝铝吸能块。

步骤3：在蜂窝铝中建立空气囊单元模拟空气在蜂窝铝中的流动影响。

步骤4：建立安装板模型，并定义为不可发生变形的刚性单元；建立蜂窝铝表面蒙皮有限元模型，并定义为可变形壳单元。

步骤5：按照蜂窝铝表面蒙皮1、前防撞蜂窝铝吸能块、蜂窝铝表面蒙皮2与后主体蜂窝铝吸能块的顺序通过胶水单元黏合形成壁障模型。

步骤6：建立可移动壁障的车架模型。

步骤7：通过安装板将壁障模型固定在车架模型上，并定义蜂窝铝吸能块内部及外部的接触关系和各接触面的摩擦系数。

步骤8：将实际碰撞测试工况中使用的壁障的参数代入模型，建立仿真测试所需使用的壁障模型，并加入整车模型，从而利用所述壁障进行相应工况的碰撞有限元仿真分析。

作为优选的技术方案：在所述的步骤1中，所述蜂窝铝的边长为物理壁障蜂窝边长乘以缩放系数，所述缩放系数范围为1.1~7。