基于RADIOSS保险杆低速碰撞性能仿真研究-佳工网




基于RADIOSS保险杆低速碰撞性能仿真研究
王萍萍夏汤忠刘盼

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摘要：在低速碰撞中, 保险杠对车身的安全防护作用是不容忽视的, 这就需要对保险杆的耐撞性要有一个准确的评估, 按照欧洲ECE R42法规要求, 使用HyperCrash建立低速碰撞有限元模型, 通过RADIOSS软件对其进行求解计算，准确评估保险杆在低速碰撞中的耐撞性能。关键词：RADIOSS，HyperCrash，保险杠，低速碰撞 1 概述随着世界汽车保有量的增加及道路交通伤害的不断增长, 汽车的安全性能越来越得到重视。由于保险杠系统在低速碰撞方面起着决定性的作用，因此是汽车被动安全领域中的重点研究内容。研制和推广吸能式保险杠在汽车上的广泛应用，可以有效的减轻汽车发生碰撞时的人员伤亡以及汽车的损坏程度。现代汽车产品的设计，随着汽车产品市场的发展和要求的不断提高，其产品设计的时间、成本正在快速地缩短和降低，其整车的开发、上市周期已经从5年到24个月。这些变化主要得益于CAE技术的应用。本文使用HYPERCRASH软件对某车型低速碰撞模型进行建模，通过RADIOSS软件的求解运算得到了其低速碰撞性能。为通过该项法规评定提供了详细的分析数据，减少试验项目轮数及整个试验费用，节约了项目评定时间。 2 某车型后保低速碰撞计算模型的建立 2.1网格模型的建立按照碰撞计算的网格标准，严格控制模型中的网格尺寸、单元翘曲度、长宽比、最大及最小内角、三角形单元比例等，保证良好的模型质量。为得到较高的计算效率，如图1所示，只截取了前半车模型，包括后半白车身、后悬、行李箱、尾灯等。整个有限元模型，共有369710个单元，378887 个节点，模型中的单元类型包括板壳单元、梁单元、刚性单元和弹簧单元等。（图片） 2.2 边界条件我国参照欧洲ECE-R42法规要求，也颁布了汽车前、后端保护装置标准 GB17354-1998，标准规定碰撞器对保险杠正中、偏置、角点位置进行低速冲击，车辆各装置的功能不能丧失、燃油系统保持完整。速度要求正中和偏置位置4.0km/h,，角点2.5km/h，在模拟分析中为避免风险，将冲击速度提高10%，对保险杠的耐撞性提出更高要求。整车也是要保证整车装备质量和满载质量两个状态。（图片）（图片） 3 计算结果按法规要求对车辆实施低速碰撞，结果如图3所示，其中正中和偏置两个位置的保险杠会有塑性变形，但对灯、行李箱等均没有影响，角点因为弯折曲率较大碰后位移很大。拆解后，如图4所示：位于下边缘的雾灯会与保险杠横梁发生碰撞，有破坏的风险。（图片）结合碰撞结果和工艺的可行性，在保险杠两端加装防撞块如图5所示。在低速碰撞时吸收冲击能量，避免雾灯与强硬的防撞梁直接冲击，防止雾灯的失效。（图片）（图片） 4 试验顺利通过低速碰撞物理试验，照明系统无任何断裂，在进行角点碰撞时，横梁上的吸能器对雾灯起到保护作用。如图7所示，吸能器的变形模型基本一致。（图片） 5 结论本文通过试验和计算对某车型后保险杠的低速碰撞性能进行了分析，针对不合格项提出了改进方案，在多轮计算后提供了满足要求的解决方案，且试验对标性良好，减少了整个试验费用和项目评定时间。 6 参考文献 [1] 张维刚，何文，钟志华. 车辆乘员碰撞安全保护技术[M] . 长沙:湖南大学出版社，2007. [2] RAINS G C , KANIANTHRA J N. Determination ofthe Significance of Roof Crush on Head and Neck 12/30/2013


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