RADIOSS整車碰撞模型轉(zhuǎn)換方法的研究與應(yīng)用
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圖3 40%偏置碰壁障CAE模型圖4 可移動側(cè)面碰撞臺車CAE模型
在整車仿真計算過程中，主要包括的物理能量有動能、內(nèi)能、沙漏能、接觸能等能量信息，如圖5所示。從圖中可以看出，整車50FFB正面碰撞使用RADIOSS計算仿真過程中，整個模型的物理能量保持平穩(wěn)下降趨勢。動能和內(nèi)能的變化也處于合理狀態(tài)之中，沙漏能占總能量的3.7%，接觸能量占總能量的14%。
圖5 整車全正碰能量曲線
在整車正碰中通過考察前圍板侵入量、前縱梁變形模式以及B柱的加速度等特性來分析車體結(jié)構(gòu)特征。整車側(cè)碰工況中通常考察B柱內(nèi)板侵入量、門內(nèi)板關(guān)鍵部位侵入量、門外板變形模式以及B柱的速度特性等來分析車體結(jié)構(gòu)特征。本文通過采用RADIOSS顯式求解器，對整車模型上述各工況進(jìn)行了計算和分析，并與相應(yīng)的物理試驗進(jìn)行了比較，從比較結(jié)果可以看出，本文所述的轉(zhuǎn)換方法在實際應(yīng)用中是非常有效的。
3.1 整車關(guān)鍵部位變形圖
在整車全正碰和40%重疊偏置碰工況中，前縱梁的變形模式是車體結(jié)構(gòu)考察的重點，同時也是校對模型是否正確的一個衡量指標(biāo)[7]。本文抽取了100%全正碰工況左右縱梁的變形模式，并將其與物理試驗進(jìn)行比較，如圖6所示?？梢钥闯觯v梁的變形模式基本一致。
圖6 整車全正碰左/右前縱梁變形對比
在整車全正碰和40%重疊偏置碰工況中，B柱的加速曲線能夠間接反映出車體結(jié)構(gòu)在碰撞過程中的變形次序以及整車的碰撞剛度。圖7表示整車全正碰工況左側(cè)B柱的加速度曲線CAE仿真與物理試驗的比較。從圖可以看出，曲線的幾個波峰和波谷的相位基本吻合，總體變化趨勢基本一致。
圖7 整車偏置碰加速度曲線對比 圖8 B柱內(nèi)板侵入量曲線對比
在整車全正碰和40%重疊偏置碰工況中，前圍板的侵入量是考察車體結(jié)構(gòu)變形是否合理的一個重點[6]。在整車側(cè)碰工況中，B柱內(nèi)板的侵入量以及門內(nèi)板關(guān)鍵部位的侵入量是考察側(cè)碰的一個重點。圖8表示的是側(cè)碰工況中測量的B柱內(nèi)板侵入量CAE仿真數(shù)值與試驗結(jié)果的比較，比較結(jié)果可以看出，B柱內(nèi)板各位置侵入量仿真結(jié)果與試驗結(jié)果最大相差僅在10mm左右。
4 結(jié)論及經(jīng)驗總結(jié)
本文基于某項目整車模型詳細(xì)的闡述了有限元模型從LS-DYNA向RADIOSS的基本流程以及轉(zhuǎn)換方法，并利用該方法成功實現(xiàn)了整車碰撞模型的轉(zhuǎn)換，從而證明了此轉(zhuǎn)換方法的可行性。再將RADIOSS格式整車模型仿真計算結(jié)果與整車試驗測試數(shù)據(jù)相比較，結(jié)果表明，仿真計算結(jié)果中整車結(jié)構(gòu)變形模式和整車加速度曲線與實驗測試數(shù)據(jù)具有良好的一致性。從而再次證明此模型轉(zhuǎn)換方法和基本流程以及RADIOSS模型求解器運用于整車碰撞計算的有效性。
本文所研究的模型轉(zhuǎn)換方法和流程，可以為各工程領(lǐng)域類似LS-DYNA模型向RADIOSS模型的轉(zhuǎn)換提供有效的參考依據(jù)，具有重要的工程應(yīng)用價值。
5 致謝
本論文中所使用的LS-DYNA軟件由LSTC公司提供，使用的HyperWorks軟件及RADIOSS格式側(cè)碰臺車和偏置碰壁障CAE模型均由Altair公司提供。整個模型從LS-DYNA向RADIOSS的轉(zhuǎn)化過程中，得到了Altair公司法國總部Erwan MESTRES 先生和中國團(tuán)隊歐賀國等人的大力支持，特此致謝。
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