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【干货】整车碰撞分析流程

整车碰撞分析是被动安全中必不可少的分析内容,根据工况的不同,可以分为正碰、偏置碰、侧碰、后碰、顶压、行李箱冲击和门侵入等分析项。看上去十分复杂,其实,只要深入了解正碰分析,在其基础上稍作修改,就可以轻松完成其他分析项。

本文就以C-NCUP2018版的正面碰撞为例,介绍整车碰撞的分析流程,细节部分不做过多介绍;同时,还会介绍整车碰撞分析,约束系统以及试验之间的关系。

分析流程可以分成前处理、计算和后处理3个部分。

1.前处理

前处理的软件很多,比如pre-post,ansa等等,本文以使用较为广泛的hypermesh为例进行介绍。

初速度

前处理部分包括划分网格、整车模型搭建等部分,这里不做详细说明,主要介绍如何创建工况。根据C-NCUP2018版的要求,车辆初速度为50Km/h(13.88毫米/毫秒)。

刚性墙

车辆和正前方的刚性壁障发生碰撞,一般通过刚性墙来模拟。关键字:RIGIDWALL_PLANAR。刚性墙可以视为一种特殊的接触,但是只有从接触面,没有主接触面(主接触面是刚性墙)。从接触面选择“all”,表示选择所有节点。刚性墙的摩擦系数一般是0.1.

除此之外,车辆还需要和地面接触(否则会因为自重而自由落体),同样通过刚性墙模拟地面。从接触面选择车轮即可。

自接触

在碰撞过程中,车辆自身各部件之间也会发生接触。因为无法知道哪些部件会接触,所以这里使用的接触类型是自接触,关键字:CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE。和刚性墙一样,自接触不需要设置主接触面,只设置从接触面即可。不同的是,在自接触中,所有的从接触面,同时又是主接触面,也就是说,部件a既可以和部件b接触,也可以和自己发生接触。自接触的动、静摩擦系数一般是0.5.

重力加速度

重力加速度的关键字是LOAD_BODY_Z,大小是9.8m/s^2。

控制卡片

整车碰撞的控制卡片虽然多达17、8项,但是一般不需要特别设置,直接导入已有的控制卡片即可。唯一需要注意的是时间。不同的工况,碰撞完成的时间是不一样的。比如,正碰的时间是0.1秒;偏置碰是0.14秒;侧碰是0.12秒。

2.计算

前处理完成后,接下来是计算。提交计算很简单,一般使用LS-dyna求解器。我常用的计算参数是CUP调用4个核(可根据电脑配置来调整),内存调用800M,正碰一般需要计算两天。

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