[发明专利]一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法

说明书

本发明公开了一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法，进行泡沫塑料材料样片级材料试验，以获得包括不同试验力状态下的试验力‑位移曲线及不同应力状态下材料的失效应变在内的材料数据；结合步骤S1试验获得的材料数据，应用LS‑DYNA有限元分析软件，建立泡沫塑料的MAT*_083号材料卡和MAT*_ADD_EROSION材料卡，并确定材料卡需要标定的参数；建立材料试验仿真模型，开展包括非失效部分和失效部分在内的材料试验标定；开展泡沫塑料高速冲击试验，将标定后的材料卡代入泡沫塑料高速冲击仿真模型中，通过泡沫塑料试验标定，确认最终泡沫塑料高速冲击试验仿真模型。本发明能够实现对汽车泡沫塑料材料形变及断裂失效特性的准确仿真模拟。

技术领域

本发明属于汽车泡沫塑料材料的仿真模拟测试技术领域，具体涉及一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法。

背景技术

随着我国汽车保有量的不断上升，交通事故发生率愈发频繁；为改善低速碰撞的耐撞性和维修经济性，减少碰撞事故对行人的伤害，在汽车前后端使用了大量的泡沫塑料材料。准确模拟汽车碰撞过程中泡沫塑料的变形破坏成为汽车安全设计仿真的一个新的挑战。现有的泡沫塑料材料仿真方法并没有考虑失效破坏，在实际试验中泡沫塑料，特别是汽车上常用的硬质泡沫塑料在高速冲击下常常会发生局部失效破坏，对于主机厂而言，如何获得各种泡沫塑料材料的准确断裂失效特性成为安全性能开发的重点和难点。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法，以实现对汽车泡沫塑料材料形变及断裂失效特性的准确仿真模拟。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种汽车泡沫塑料材料的碰撞仿真模拟方法，所述碰撞仿真模拟方法具体步骤如下：

S1：进行泡沫塑料材料样片级材料试验，以获得包括不同试验力状态下的试验力-位移曲线及不同应力状态下材料的失效应变在内的材料数据；

S2：结合步骤S1试验获得的材料数据，应用LS-DYNA有限元分析软件，建立泡沫塑料MAT*_083材料卡和MAT*_ADD_EROSION材料卡，并确定材料卡需要标定的参数；

S3：建立材料试验仿真模型，开展包括非失效部分和失效部分在内的材料试验标定；

S4：开展泡沫塑料高速冲击试验，将步骤S3中获得的标定后的材料卡代入泡沫塑料高速冲击仿真模型中，通过泡沫塑料试验标定，确认最终泡沫塑料高速冲击试验仿真模型。

进一步地，步骤S1中，所述试验包括：静态拉伸、动态拉伸、静态压缩、动态压缩、静态缺口压缩以及静态缺口剪切试验；

在所述静态拉伸试验过程中，获得静态拉伸应力应变曲线、拉伸弹性模量、静态拉伸力位移曲线、失效体积应变、失效剪切应变和最大等效塑性应变；

在所述动态拉伸试验过程中，获得动态拉伸力位移曲线和最大等效塑性应变；

在所述静态压缩试验过程中，获得静态压缩应力应变曲线、静态压缩卸载应力应变曲线和静态压缩力位移曲线；

在所述动态压缩试验过程中，获得动态压缩应力应变曲线、不同应变率对应的压缩加载应力应变曲线和动态压缩力位移曲线；

在所述缺口压缩试验过程中，获得缺口压缩力位移曲线、失效体积应变和最大等效塑性应变；

在所述缺口剪切试验过程中，获得缺口剪切力位移曲线、获得失效剪切应变和最大等效塑性应变。

进一步地，步骤S2中，MAT*_083材料卡中需要标定的参数包括：密度、拉伸弹性模量、泊松比、压缩卸载应力应变曲线和不同应变率的压缩加载应力应变曲线；

MAT*_ADD_EROSION材料卡中需要标定的参数包括：失效剪切应变、失效体积应变、最大等效塑性应变以及失效应变单元尺寸效应参数。