《汽车仿真分析基础》PPT课件

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1、汽车仿真分析基础臧孟炎汽车正面碰撞安全仿真汽车正面碰撞安全仿真可变性障碍壁汽车偏置碰撞安全仿真可变性障碍壁汽车偏置碰撞安全仿真汽车侧面碰撞安全仿真安全气囊展开与前挡玻璃作用仿真安全气囊展开与驾驶员作用仿真行人头部保护安全仿真教学目的和要求基本掌握汽车碰撞安全仿真分析软件LS-DYNA的使用方法了解隐式、特别是显式有限元方法的相关基础知识理论教学内容LS-DYNA简介：LS-DYNA软件的发展历程、数据结构、基本使用方法。隐式、显式有限元方法：特别是显式有限元分析的一般方法、时间步长的确定、沙漏产生原因及控制方法。材料模

2、型：包含弹塑性材料、刚体材料在内的碰撞仿真分析常用材料模型。接触方法：点面接触、面面接触的基本方法和注意事项。分析实例：介绍汽车及零部件冲击问题有限元分析实例介绍。实验教学内容构造一个钢球撞击一块板的有限元分析模型并进行分析和结果处理。了解基于Hypermesh的有限元网格划分、模型建立、仿真计算和结果处理的基本方法。平衡方程：不依赖于变形状态的线性方程；几何方程：应变和位移的关系呈线性；物性方程：应力和应变的关系呈线性；边界条件：力边界上的外力和位移边界上的位移是独立的，或线性依赖于变形状态。上述方程或边界条件中的任

3、何一个不符合所述特点，就成为非线性问题。非线性有限元非线性有限元非线性问题：材料非线性塑性域的发生，高温条件下结构的蠕变几何非线性大变形（板壳结构的大挠度，屈曲）边界非线性接触和碰撞非线性问题分析步骤：1.明确分析目的，决定模型化方针明确分析目的：确认“什么”评价标准（设计规范、安全标准）、评价部位（冲击部位、焊接部位）选择求解器：关键是静态分析还是动态分析？决定模型形状：形状省略、对称性利用选择单元类型材料物性选择确定使用条件选择单位非线性问题分析步骤：2.构造分析数据（前处理器）网格划分分析条件设定（载荷、边界、约

4、束和接触等）材料定义（物性和单元断面定义等）分析控制参数确定（分析结束时间等）输出选择设定非线性问题分析步骤：3.执行计算（求解器）分析计算开始计算数据文件确认分析计算过程确认分析计算结束非线性问题分析步骤：4.分析计算结果研究（后处理器）显式有限元分析软件-----LS-DYNAJohnO.HallquistPresidentandFounderLawrenceSoftwareTechnologyCorporationJohnHallquistearnedhisB.S.inIndustrialEngineering

5、,fromWesternMichiganUniversityin1970.HereceivedanM.S.degreeinEngineeringMechanicsfromMTUin1972，andearnedaPh.D.degreeinMechanicalEngineeringandEngineeringMechanicsin1974.JohnjoinedtheweaponslaboratoryatLawrenceLivermoreNationalLaboratory(LLNL).显式有限元分析软件-----LSDYN

6、ALS-DYNA的输入数据结构KEYWORD数值卡节点定义立体单元定义初速度定义面的定义定义顺序可任意变动*KEYWORD*ENDLS-DYNA的输入数据结构材料定义单元类型------体单元定义体单元关键字需要的参数：*ELEMENT_SOLID体单元的ID号。PART的ID号8个节点的ID号单元公式的指定，通过*SECTION_SOLIDSECTION的ID号体单元计算公式。0—专门用于蜂窝材料*MAT_MODIFIED_HONEYCOMB的体单元1---缺省的常应力单元2---全积分S/R体单元*ELEMENT_

7、SOLID$#eidpidn1n2n3n4n5n6n7n8284372852842892876183618661856184284472842682672896186618861876185284572872892902886184618561906189单元类型------体单元1---缺省的常应力单元公式，也称为1点积分单元积分点在单元的中心，需要控制沙漏。通常用于8节点6面体单元，但也可用于退化后的4节点、6节点单元，但精度有所下降。对于弯曲板件，厚度方向至少划分两个单元（因为该单元为常应力单元，表示拉压应力状态

8、至少需要两个单元2---全积分S/R体单元单元内8点高斯积分，没有沙漏发生；但需要1点积分单元4倍的计算时间。没有体积锁死（由于采用了选择性缩减积分，且各积分点压力成分相同）大变形问题时不是很稳定单元类型------壳单元定义壳单元关键字所需要的参数：*ELEMENT_SHELL壳单元的ID号。PART的ID号4个节点的ID号单元