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RADIOSS整车碰撞模型转换方法的研究与应用

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2012-10-25    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛


2 整车RADIOSS模型设置

在此以常用工况50FFB、64ODB、50MDB为例,结合相应的试验数据,经过校核有限元模型中零部件的几何形状、材料和厚度,调整台车与整车的相对位置,利用RADIOSS有限元软件进行计算,得到了对标分析结果。

2.1 整车模型信息

整车碰撞模型,主要包括白车身、座椅、底盘、转向、动力总成等结构。针对不同的碰撞规则,又带有可移动壁障、固定壁障以及刚形体台车等。整车有限元模型,节点总数为1289275,单元总数为1332879,其中壳单元总数为1280025,实体单元总数为40606,一维单元总数为12248,二维单元的平均尺寸为8mm,如图2所示。


图2 整车有限元模型


2.2 壁障台车信息

RADIOSS格式的偏置碰固定壁障为solid壁障,总质量为26.1kg,节点总数为49180,单元总数为48311,其中壳单元总数为9310,实体单元总数为39000,并包括一个刚体单元[4],如图3所示。

RADIOSS格式的侧碰可移动变形壁障总质量为950kg,其中分为前面碰撞块24kg,台车926kg。模型的基本信息中,节点总数为8629,壳单元总数为348,实体单元总数为6300[5],如图4所示。


图3 40%偏置碰壁障CAE模型    图4 可移动侧面碰撞台车CAE模型


2.3 能量信息

在整车仿真计算过程中,主要包括的物理能量有动能、内能、沙漏能、接触能等能量信息,如图5所示。从图中可以看出,整车50FFB正面碰撞使用RADIOSS计算仿真过程中,整个模型的物理能量保持平稳下降趋势。动能和内能的变化也处于合理状态之中,沙漏能占总能量的3.7%,接触能量占总能量的14%。


图5 整车全正碰能量曲线


3 计算结果与试验结果的比较

在整车正碰中通过考察前围板侵入量、前纵梁变形模式以及B柱的加速度等特性来分析车体结构特征。整车侧碰工况中通常考察B柱内板侵入量、门内板关键部位侵入量、门外板变形模式以及B柱的速度特性等来分析车体结构特征。本文通过采用RADIOSS显式求解器,对整车模型上述各工况进行了计算和分析,并与相应的物理试验进行了比较,从比较结果可以看出,本文所述的转换方法在实际应用中是非常有效的。

3.1 整车关键部位变形图

在整车全正碰和40%重叠偏置碰工况中,前纵梁的变形模式是车体结构考察的重点,同时也是校对模型是否正确的一个衡量指标[7]。本文抽取了100%全正碰工况左右纵梁的变形模式,并将其与物理试验进行比较,如图6所示。可以看出,纵梁的变形模式基本一致。


图6 整车全正碰左/右前纵梁变形对比


3.2 整车加速度曲线

在整车全正碰和40%重叠偏置碰工况中,B柱的加速曲线能够间接反映出车体结构在碰撞过程中的变形次序以及整车的碰撞刚度。图7表示整车全正碰工况左侧B柱的加速度曲线CAE仿真与物理试验的比较。从图可以看出,曲线的几个波峰和波谷的相位基本吻合,总体变化趋势基本一致。


图7 整车偏置碰加速度曲线对比           图8 B柱内板侵入量曲线对比


3.3 整车侵入量比较

在整车全正碰和40%重叠偏置碰工况中,前围板的侵入量是考察车体结构变形是否合理的一个重点[6]。在整车侧碰工况中,B柱内板的侵入量以及门内板关键部位的侵入量是考察侧碰的一个重点。图8表示的是侧碰工况中测量的B柱内板侵入量CAE仿真数值与试验结果的比较,比较结果可以看出,B柱内板各位置侵入量仿真结果与试验结果最大相差仅在10mm左右。

4 结论及经验总结

本文基于某项目整车模型详细的阐述了有限元模型从LS-DYNA向RADIOSS的基本流程以及转换方法,并利用该方法成功实现了整车碰撞模型的转换,从而证明了此转换方法的可行性。再将RADIOSS格式整车模型仿真计算结果与整车试验测试数据相比较,结果表明,仿真计算结果中整车结构变形模式和整车加速度曲线与实验测试数据具有良好的一致性。从而再次证明此模型转换方法和基本流程以及RADIOSS模型求解器运用于整车碰撞计算的有效性。
本文所研究的模型转换方法和流程,可以为各工程领域类似LS-DYNA模型向RADIOSS模型的转换提供有效的参考依据,具有重要的工程应用价值。


5 致谢

本论文中所使用的LS-DYNA软件由LSTC公司提供,使用的HyperWorks软件及RADIOSS格式侧碰台车和偏置碰壁障CAE模型均由Altair公司提供。整个模型从LS-DYNA向RADIOSS的转化过程中,得到了Altair公司法国总部Erwan MESTRES 先生和中国团队欧贺国等人的大力支持,特此致谢。

6参考文献
[1] 马春生,李可瑞,张华坤等.从LS-DYNA到PAM-CRASH的模型转换及侧面碰撞仿真[C],2008中国汽车
安全技术国际研讨会论文集,2008.6: 281-285
[2] Altair Engineering Inc. Altair HyperWorks User's Manual[M], Altair Engineering Inc:2008
[3] LS-DYNA Keyword User’s Manual. Version 971. LSTC. 2007
[4] CELLBOND V20 BARRIER USER’S MANUAL. BARRIER Version 1.2. MECALOG.
[5] Offset Deformable Barrier CEVE, Version 10.0, Release A June 2010. Altair Engineering, Inc.
[6] 潘皤,朱西产,王大志等.燃料电池轿车碰撞安全性仿真研究[J].汽车工程,2008.30(11):1013-1017
[7] 范体强,万鑫铭,李阳.汽车侧面碰撞安全性研究[C]. 2010中国汽车安全技术国际研讨会论文集,重庆, 2012.8.25-8.27

 


Research on the Application of Vehicle Crash Model Conversing Based on RADIOSS
Zhou Huifeng   Du Hanbin   Wang Dazhi   Tang Xiaodong


Abstract:Research of vehicle passive safety is the key point in the field of automotive
research & development. In the practical work, conversing FE Model between different softwares is
often needed. According to the application of engineering, the conversing method of FE model from
LS-DYNA to RADIOSS is introduced in detail based on one SAIC passenger vehicle. The simulation result of RADIOSS is compared with physical test data. The RADIOSS result shows good agreement with the experiment data and has high calculation accuracy. It proved that converted model of RADIOSS is effective. It also implies that the model conversing method is feasible and reasonable. The method proposed in this paper could guide the model conversing in similar field. It has practical engineering value.
Key words:Vehicle crash  FE model conversing method  RADIOSS  engineering application

   
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