侧面碰撞分析报

1、编号：-csfx-003侧面碰撞分析报告项目名称：a级三厢轿车设计开发项目代号： cp08编制： 日期：校对： 日期：审核： 日期：批准： 日期：2011年03月1分析目的和意义12使用软件说明13整车参数13.1 整车参数13.2 整车及各总成有限元模型 13.3 边界条件定义 44碰撞模拟结果分析 54.1 碰撞模拟总体变形结果 54.2 碰撞模拟能量变化情况 74.3 车门变形84.4 地板、地板横梁以及门槛梁变形 135总结13侧面碰撞分析报告1分析目的和意义为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞性的要求，采用动态大变形非线形有限元模拟技术，进行了cp08车型车侧面碰撞仿真分析

2、，主要是根据乘用车侧面碰撞的乘员保护(gb20071-2006)进行的仿真模拟。gb20071的 全部技术内容为强制性要求，适用于 m1类车辆(m1类车辆为包括驾驶员座位在 内，座位数不超过9座的载客车辆)。汽车车体结构变形特性是影响汽车安全性 能的关键因素，本文通过对 cp08车型模拟结果进行分析，为整车的耐碰撞性提 供参考。2使用软件说明在本次模拟中，主要使用了hypermesh前处理软件和 ls-dyna求解器，hypermesh是世界领先的、功能强大的 cae应用软件包，由美国altair公司开 发，目前在世界上的应用非常广泛。ls-dyna是一个以显式为主，隐式为辅的通 用非线性动力

3、分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、 爆炸和金属成型等非线性问题。3整车参数3.1 整车参数整车碰撞仿真模拟，必须真实的模拟实车碰撞时的状态，要模拟实车各总成 之间的连接，按照其实际材料特性，密度、质量等参数进行设置。根据项目组提供的整车零部件明细表及质量、材料特性，材料主要由dc01,dc03, dc04, dc05, dc06, b400/780, b250, b340/590dp, hc400, b210p1, b280dp, hc450/980, b280vk 等组成。3.2 整车及各总成有限元模型该整车有限元模型共有单元1180057个，其中四边形单元1112

4、412个，三角 形单元53611个，一般来说三角形单元数量超过 5%会影响分析的精度，本模型 中三角形数量为4.6%;其中最小网格单元长度取为较小的 3mm,可以满足较高的 精度要求。汽车碰撞区域金属部件全部保留，保证了碰撞中汽车部件变形的真实 性，为真实模拟侧碰效果，在整车模型中加了前后座椅模型，图1至图8为整车 及各总成有限元模型。第18页共14页图1有限元整车模型图2侧围有限元模型图3地板有限元模型图4前后座椅有限元模型图5前围有限元模型图6底盘有限元模型图7侧面有限元模型图8底面有限元模型3.3 边界条件定义gb20071-2006侧面碰撞法规规定，移动变形壁障以49-51km/h的速

5、度与车辆侧面垂直相撞。在本次模拟中，移动壁障速度设为50km/h,同时对模型施加向下的重力加速度g=9.8m/s2具体模型如图9所示。9.8m / s2速度50km/h台车图9侧面碰撞模型4碰撞模拟结果分析4.1 碰撞模拟总体变形结果碰撞模拟过程中各个时段的变形情况可以反映出整车在碰撞过程中的变形情况，0ms、20ms、40ms、60ms、70ms整车碰撞变形如图14至图18所示:图15 20ms整车碰撞变形情况图16 40ms整车碰撞变形情况图17 60ms整车碰撞变形情况图18 70ms整车碰撞变形情况4.2 碰撞模拟能量变化情况碰撞过程中总体能量的变化情况是评价建模是否正确的重要指标。图

6、 19为 整车能量的变化曲线，能量曲线表征碰撞过程中动能向内能转化的过程， 总能量 基本保持不变，车的内能与动能曲线相互转化，从图中可看出，本次碰撞能量守 包。能量变化过程中还有一个重要的评价指标是沙漏能和总能量的比值， 沙漏能 的产生主要是由于计算过程中，单元的积分形式而引起的，这个比值在1%以内。 因此此次建模是正确可信的。图19各主要能量变化的时间历程曲线4.3 车门变形在侧碰中，车门防撞梁不能出现弯折变形，在与假人接触的区域不能出现严 重的变形.图20所示为侧碰中车门变形最大时的位移图。 车门变形最大值为121.5mm, 在可能与假人接触区域变形在60mm左右，最大不超过90mm。与人

7、接触区 域变形最大 不超过90mm图20车门变形变形最大为121.5mm图21为前后车门防撞梁最终变形图。从图中看出，前门防撞梁稍有弯曲, 没有出现弯折变形，后门防撞梁基本无变形图21车门防撞梁变形图22为左侧前后车门加速度计安置点分布图。图中红色小点，编号为r1-r14 为加速度计安置点。图22车门加速度计安置位置分布表2 点r1-r14最大侵入速度测量点最大侵入速度（m/s）r18.16r28.02r37.65r47.68r57.85r67.45r77.20r87.02r96.85r107.21r117.03r127.07r136.82r146.38r156.03r165.99r177.4

8、6表2列出了点r1-r14最大侵入速度。从表中看出，车门侵入点速度都控制 在8.5m/s内，控制良好。b柱变形图23侧围及b柱变形图23为侧碰中侧围及b柱变形图。一般要求为，在侧碰中，b柱上端和中 部不能出现弯折变形，否则会加大侧围整体的侵入量和入侵速度；理想的 b柱 变形为“s”形，即b柱变形主要集中在下端。b柱最大入侵量应控制在120mm 内，入侵速度应控制在8m/s以内。从图中可看出，b柱变形呈现出较好的“ s” 形，b柱中部和上部都无弯折变形。ceqitph difiplacamtmlzl tru.h闻呷所h = 1e6.5he4o1b.我艮曲4.394eidi-jdlke-hji l

9、-dl.me-kw 1-1514e4o1卜轨u曲 i-7 ci,le-tdimai bq.3j3e noau14de? 幅配口甲狎1 no 511最大位移出现位置图24侧围及b柱变形位移图24为侧碰中侧围及b柱变形位移图。从图中看出,b柱下端为最大位移出现位置，最大侵入量为 83.3mm,小于120mm。图25为b柱侵入量所测量的位置及其编号图。表3列出了测量点最大侵入量。从表中可看出,b柱侵入量最大为 69.1mm。图25 b柱侵入量所测量的位置及其编号表3 b柱测量点最大侵入量编号最大侵入量（mm）553381363.9553381256.1553381158.65533809605533

10、80857.2553380760.3553380664.9553380565.6553380438.1553380369.1553380245.2553380146.7图26为b柱加速度计安放位置及编号图，表4列出了 4个位置最大侵入速度值。由表中看出，b柱4个测量位置最大入侵速度均小于 8m/s。539316图26 b柱加速度计位置表4 b柱最大侵入速度编号最大侵入速度（m/s）5383167.465392247.365407657.295423117.094.4 地板、地板横梁以及门槛梁变形图27为碰撞结束时，地板变形情况。如图所示，地板保持完整，未出现明 显压溃变形，门槛梁也为出现弯折变

11、形，地板横梁为出现明显变形。图27地板、地板横梁及门槛梁变形5总结本文根据项目组提供的数模，进行了该车的侧面结构的碰撞模拟，在模拟过 程中，严格按照项目组提供的模型，真实反映了实车的结构形式，根据项目组提 供的材料特性、密度、质量设置参数等进行计算。由于尚未进行实车试验，一些 参数的调整只能根据经验数据获得，故在此我们对模拟结果进行初步评价。 碰撞模拟的结果如下：1）由碰撞过程中的能量变化曲线可以看出，总能基本守恒，主要由动能、内能 和沙漏能组成，而且沙漏能所占比例在规定范围以内， 证明了所建立的模型基本 正确。2）车门防撞梁未出现弯折变形，在与人接触区域，变形量较小，测量点侵入速 度最大位置出现在后门的 r1点，速度为8.16m/s,小于一月要求的8.5 m/s,车 门变形量最大为121.5mm,与人接触区域