[发明专利]一种整车正面碰撞模拟悬置及其失效的方法

说明书

一种整车正面碰撞模拟悬置及其失效的方法，第一步，悬置失效力输入，通过碰撞试验输出或悬置工程师提供金属铸件悬臂在高速冲击下的剪切失效力和脱拔力，钣金件抗拉应变由材料拉伸试验所得，第二步，悬置失效模型搭建，悬置的套筒和第一安装支架、第二安装支架使用壳单元，将悬置模型进行连接，套筒与橡胶节点耦合，根据输入的失效力，将搭建好的悬置失效模型通过Bolt分别连接到车身和动力总成系统，搭建完整的整车正面碰撞模型，第三步，调试模型，调试、计算、分析并对结果进行后处理，输出关键曲线、图片和动画。本发明采用橡胶(MAT7 MAT‑BLATZ‑KO‑RUBBER)材料可以有效的改善悬置受到正面高速冲击时的失效问题，更能反映真实的碰撞过程。

技术领域

本发明涉及计算机辅助工程(CAE)技术领域，尤其是一种整车正面碰撞模拟悬置及其失效的方法。

背景技术

汽车的被动安全性是汽车开发过程中必不可少的环节，随着数值仿真技术的发展，采用计算机辅助工程即CAE仿真手段模拟整车碰撞成为改善汽车被动安全的重要方法，同时也解决了碰撞物理试验成本高、周期长的问题。整车碰撞模型由多个总成系统组成，在碰撞分析过程中，各系统零部件根据材料属性和相互之间的接触关系发生变形和运动。动力总成作为较大质量和刚度的系统，对整车加速度和前围侵入量影响最为明显。能否正确模拟动力总成系统在碰撞过程中的运动行为，决定了碰撞仿真分析的真实性。

悬置为动力总成和车身的连接装置，起到支撑和缓冲作用。汽车上常用的橡胶悬置，一般由金属铸件悬臂、橡胶、套筒和安装支架组成，在受到正面高速冲击时悬置会出现失效行为:a.脆性铸件受X剪切力而失效，b.悬臂受Y向脱拔力而失效，c.钣金撕裂失效。悬置失效会影响动力总成在碰撞过程中的运动行为，而传统建模方法往往会忽略悬置受到冲击而失效的问题，导致仿真结果与试验结果差别较大，不能反应真实的碰撞过程。

所以，就需设计一种与传统方法不同的可以解决碰撞试验成本高、周期长等问题的整车正面碰撞CAE模型中模拟动力总成橡胶悬置失效的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据悬置的不同失效形式设置失效准则，建立有限元模型，得到准确的动力总成运动行为的整车正面碰撞CAE模型中模拟动力总成橡胶悬置失效的方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种整车正面碰撞模拟悬置，包括套筒，还包括套在所述套筒中的金属铸件悬臂，在所述套筒的下部设有第二安装支架，与所述金属铸件悬臂相固定的设有第一安装支架，所述第一安装支架和所述第二安装支架的端部均设置有车身侧安装孔。

优选的，所述的套筒和金属铸件悬臂之间固定介质为橡胶。

优选的，所述的金属铸件悬臂上设置有动力总成侧安装孔。

优选的，所述的动力总成侧安装孔的数量为2个，所述的车身侧安装孔的数量为3个。

一种整车正面碰撞模拟悬置失效的方法：

第一步，悬置失效力输入：通过碰撞试验输出或悬置工程师提供金属铸件悬臂在高速冲击下的剪切失效力和脱拔力，钣金件抗拉应变由材料拉伸试验所得；

第二步，悬置失效模型搭建：悬置的套筒和第一安装支架、第二安装支架使用壳单元，赋予实际材料属性和厚度，橡胶使用实体单元，并进行包壳处理，厚度根据金属铸件悬臂实际重量进行设置，将悬置模型进行连接，第一安装支架、第二安装支架与套筒采用点焊梁(Spotweld BEAM)弧焊单元连接，套筒与橡胶节点耦合，根据输入的失效力，使用点焊梁(Spotweld BEAM)单元分别模拟悬臂剪切失效和脱拔失效，钣金件设置抗压应变失效，将搭建好的悬置失效模型通过螺钉(Bolt)分别连接到车身和动力总成系统，搭建完整的整车正面碰撞模型；

第三步，调试模型：调试、计算、分析并对结果进行后处理，评估悬置失效和动力总成运动状态是否合理，输出关键曲线、图片和动画。