碰撞试验学习教案

1、会计学1碰撞碰撞(pn zhun)试验试验第一页，共29页。1231第1页/共29页第二页，共29页。1第2页/共29页第三页，共29页。制造工程制造工程设计设计。概念设计概念设计仿真设计仿真设计产品工程设计产品工程设计 汽车碰撞模拟仿真是基于计算机仿真软件，通过一定的数学关系，在给定若干已知参数的情况下，模拟汽车碰撞过程，对车身主要结构部件的碰撞变形及其它物理量的碰撞变化特性进行较为详细的分析讨论，探讨提高汽车结构变化对车身碰撞生存空间的影响；从而预测汽车结构设计缺陷，提出切实可行的改进措施指导产品研发，使设计结构的缓冲吸能装置、材料和构件截面和形状等方面能够满足(mnz)法规要求的一种技术

2、。 第3页/共29页第四页，共29页。60年代(nindi)在美国兴起1988年西安公路交通大学建立(jinl)“刚体+弹簧阻尼”数学模型第4页/共29页第五页，共29页。 1. 2. 3. 80年代 90年代 目前Cray等巨型机的出现和显式积分理论的成熟开始研究(ynji)对整车的耐撞有限元分析汽车碰撞的商业化软件不断完善普通的个人计算机也可以(ky)进行碰撞仿真分析汽车碰撞的商业化软件不断完善开发出了许多成熟的用于碰撞模拟的成熟商业软件包，已经部分取代实验室的工作第5页/共29页第六页，共29页。2第6页/共29页第七页，共29页。 研究内容研究内容123事故(shg)再现碰撞受害(sh

3、u hi)模拟汽车结构抗撞性模拟第7页/共29页第八页，共29页。汽车碰撞受害者模拟的研究工作开始于60年代中期(zhngq)，使用的动力学分析模型是多刚体系统模型和生物力学分析模型，分别用来模拟人体整体动力学响应和人体局部结构伤害程度。 第8页/共29页第九页，共29页。事故再现事故再现研究的内研究的内容是：在容是：在汽车事故汽车事故发生后，发生后，由汽车的由汽车的最终位置最终位置开始，运开始，运用按经验用按经验建立的运建立的运动学和动动学和动力学模型力学模型对交通事对交通事故的原因故的原因和结果作和结果作出公正的出公正的解释，有解释，有利于协助利于协助相关执法相关执法管理管理(gunl)部

4、门开展部门开展工作工作 。第9页/共29页第十页，共29页。汽车结构抗撞性模拟的动力学分析模型是非线性大变形有限元模型。有限元模型的优点在于能真实地描述结构变形，适用(shyng)于建立汽车结构模型及人体局部结构的生物力学分析模型。 第10页/共29页第十一页，共29页。 有限元法的基本思想是：把连续结构（连续体）划分为有限个节点连接而成的离散结构。单元内节点的位移、应力等物理量系通过特定的函数关系插值求得。再根据力学理论的变分原理或其他方法建立单元内节点位移与未知量之间的平衡方程式，然后将各个单元用“集总”方法组装到一起，构成(guchng)节点位移为基本未知量的代数方程组，缴入响应的载荷、

5、约束等边界条件即可求出问题的解。第11页/共29页第十二页，共29页。建立几何(j h)模型给定模型载荷，边界条件，并施加(shji)约束等产生(chnshng)节点单元形成网络对模型求解模型修改结果分析结束碰撞性能是否满足要求否是图：碰撞有限元法分析一般过程第12页/共29页第十三页，共29页。 4. 特点 特点 特点 特点 2. 3.费用低廉，一个模型能用来进行无数次的膨胀(png zhng)分析而不损坏输出结构上的任意点的碰撞相关信息，如位移，加速度等，而有些结果是实验无法(wf)得到的 能够多次地，重复和再现零部件的碰撞变形过程，方便设计人员对结构的观察、分析和改进 修改方便、省时，当

6、结构改变时，只需要修改模型中的相关参数既可以进行再次的碰撞分析，便于多余方案的快速分析和比较 1.第13页/共29页第十四页，共29页。碰撞模拟仿真常用软件LSDYNA3DNSYSLSDYNAPAM-CRASH第14页/共29页第十五页，共29页。单元单元(dnyun)类型类型接触分析接触分析(fnx)功能功能NSYSLSDYNA程序程序(chngx)功能功能材料模型材料模型接触分析接触分析功能功能第15页/共29页第十六页，共29页。NSYSLSDYNA文件系统文件系统第16页/共29页第十七页，共29页。5、时间、时间(shjin)积分和积分和时间时间(shjin)步长控制步长控制6、材料

7、模型、材料模型(mxng)的的应力修正应力修正7、单元、单元(dnyun)类型及其类型及其算法特点算法特点1.控制方程控制方程2、空间有限元、空间有限元离散化离散化3、单元计算的、单元计算的单点高斯积分单点高斯积分8、接触、接触-碰撞碰撞界面算法界面算法4、沙漏模型控制、沙漏模型控制NSYSLSDYNA基本理论基本理论第17页/共29页第十八页，共29页。3第18页/共29页第十九页，共29页。, 部件为摆锤, 摆锤质量为 1 570 kg。根据碰撞能量为 30 kJ 的要求,通过对摆锤施加角速度运动来实现摆锤与车身之间的碰撞过程仿真。第19页/共29页第二十页，共29页。第20页/共29页第二十一页，共29页。第21页/共29页第二十二页，共29页。第22页/共29页第二十三页，共29页。第23页/共29页第二十四页，共29页。第24页/共29页第二十五页，共29页。来检验乘员生存空间的大小。仿真分析得到碰撞前的该值约为 275mm, 碰撞后为 153 mm。对于表 2 中的 b 和 c, 分析结果与试验值吻合较好。第25页/共29页第二十六页，共29页。第26页/共29页第二十七页，共29