結構加強件在增強車輛側撞性能中的應用

2013-06-06  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

本文借助于Altair 公司優秀的前后處理軟件HyperMesh & HyperView及Ls_Dyna軟件,對轎車的側面碰撞安全性進行研究,同時運用一種全新的結構增強方案改善側面碰撞性能以滿足最終側撞要求。

楊明 來源:Altair
關鍵字:CAE HyperMesh&HyperView 側面撞擊 結構加強件

1 概述
隨著我國經濟的不斷發展,汽車作為現代交通工具越來越普及。車輛的急劇增長一方面給人們的生活和生產帶來極大的方便,但同時也使交通事故數量及其造成的人員傷亡數量一直呈上升趨勢。為提高汽車被動安全性能,減少乘員傷亡,在汽車開發階段必須研究汽車結構的耐撞性。本文比較系統地提出了一種改善汽車側面碰撞安全性的方法。 針對某款轎車側面撞擊的仿真結果,對該款轎車側面撞擊的結構耐撞性進行分析和評價,為轎車結構耐撞性的改進奠定基礎。在整車仿真平臺上,提出改善汽車側面撞擊性的結構改進方案,并對改進后的結構進行碰撞仿真分析,通過與原結構仿真結果的對比,驗證本公司的機構加強件對車輛側撞性能改善的作用。
2 有限元分析結果
通過HyperMesh對某車型建模并添加相應的邊界條件,然后通過Ls-Dyna計算,最后在HyperView中分析結果。(這里只顯示與側撞相關的局部模型)

側撞前CAE局部模型      側撞后CAE局部模型

從HyperView 的分析中可以看出,模擬撞擊后B柱中部和B柱頂部變形較大,同時分析結果也可以明確這兩個位置的侵入量也很大。
3 改進方案
從CAE的分析結果看,必須加強B柱中部和B柱頂部的結構,一般的改進方案是另外增加筋板,增加現有筋板厚度,用高強度鋼材等方法,這里提出一種全新的改進方案:在這兩個位置放入本公司的結構加強件以提高這兩個位置的強度。與傳統加強方案的比較:可以在保持強度的同時減輕重量(材料為塑料);裝配工序簡單,不需要在流水線上增加新的工位。

B柱頂部位置的結構加強件

B柱中部位置的結構加強件

4 改進后的CAE分析結果
將兩個加強件放入整車模型中,在HyperMesh中添加相應的約束和接觸,完成Ls_Dyna計算后,在HyperView中分析結果:

增加結構加強件后側撞后CAE局部模型

通過HyperView的分析可以看出:在B柱中部和B柱頂部位置添加結構加強件后,這兩處的變形明顯減少,同時通過HyperView 分析添加結構加強件前后的侵入量變化,同樣可以得出在此兩個位置添加結構加強件對側撞結果提高很多:

添加結構加強件前后侵入量的比較(單位:mm)

5 分析結論
運用Altair的HyperMesh & HyperView及Ls_Dyna軟件對此車做側碰模擬分析,通過Altair的后處理軟件HyperView找出此車的結構薄弱位置,采用一種全新的方法,在結構薄弱部分添加結構加強件以達到加強結構的作用。經過分析后,可以看出通過增加結構件后,侵入量和變形都有很大程度的減少,同時也最終滿足此車的撞擊測試要求。

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