轻型校车A柱正面耐撞性仿真分析及优化.pdf

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1、轻型校车A柱正面耐撞性仿真分析及优化卢山沈磊何润华卫董程汪谟清(南京汽车工程研究院，江苏210000)李敏(南京94860部队，江苏210000)【摘要】针对某轻型校车正面碰撞过程中前门变形超标的问题，通过使用Hypermesh和LS—DYNA软件进行整车建模和仿真，分析发现原车前端存在力传递路径不合理的问题，并据此对车身进行结构优化。结果验证显示，优化后校车A柱后移量明显减少，证明该方法可有效地提高轻型校车的耐撞性，对于同类车型的A柱耐撞性设计有较强的工程意义。【Abstract】Thequestionisraisedasalight—dutyschoolbusfr

2、ontdoordeformationexceedtargetvalueinfrontimpacttest．ThecrashmodelisconstructedandsimulatedbyHyperMeshandLS—DYNAsoftware．Itisfoundthatcrashforcetransmissionpathisunreasonablebyanalyzingthesimu-lationresult，andbodystructureissimulated．AfteroptimizationthedisplacementbetweenApillarandBpil

3、larisdecreasedobviously．Theadoptionofthissolutioncanimprovethestructuralcrashworthinessofthelight—dutyschoolbus，andithasastrongengineeringpracticability．【关键词】轻型校车正面碰撞力传递路径结构耐撞性doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．07．03所导致的车门变形过大问题，运用有限元仿真分0引言析的方法，通过对校车正面碰撞载荷传递路径的优化，改善了校车A柱内部结构件的碰撞力传导方式，从而提

4、高了前门的可开性。仿真结果显示，随着与校车有关的交通事故不断增加，校车的安全问题引起了社会极大关注。2012年1月优化后轻型校车模型的变形模式较原模型更为合理，前门可开性较原模型有很大提高。起，由工信部颁布的《校车生产企业及产品准人管理规则》中把车辆的碰撞安全性能，设定为校车生产企业的准入条件之一。从2012年5月1日起开1轻型校车A柱结构优化设计流程始实施的GB24407—2012《专用校车安全技术条件》中对专用校车前部应设置碰撞安全结构有了轻型校车的结构耐撞性优化设计流程如图1特别规定。显示，整个流程是由原型车碰撞有限元模型可靠本文根据GB11551—2014(汽

5、车正面碰撞的性校验和耐撞性结构优化方案仿真分析两个部分乘员保护》标准，结合某自主研发的轻型校车项组成¨J：(1)通过与校车正面碰撞的试验结果对标，目，针对原型车在正面刚性墙50km／h的正面刚检查和调整原车的有限元模型，以保证仿真过程的性墙碰撞中，由于A柱区域结构变形模式不合理可信性；(2)以提高轻型校车的碰撞安全性能为目收稿日期：2015—05—19·14·上海汽车2015．07标，通过分析校车在正面碰撞过程所暴露的结构弱耐撞性结构优化方案设计都没有意义。点，有针对性地调整校车前部结构的强度，合理分配使用Hypermesh前处理软件建立该轻型校车校车正面碰撞中车身所

6、吸收的能量，从而达到满足的有限元模型，总网格数316000个，焊点单元总轻型校车正面碰撞安全』生能的目标。数为5971个。应用LS—DYNAR5．1mpp64位精度版本求解器进行有限元计算，在高性能计算平台上使用8个CPU总共消耗23h完成了整个正面碰撞过程的仿真。通过与试验结果的比较，校车在正面碰撞仿真动画中的运动状态与试验相同，前部结构主要吸能件的变形模式与试验结果基本一致(如图2)。图2前部结构变形对比图l正面碰撞结构优化设计流程右侧B柱下端的加速度波形与试验传感器所轻型校车的前部结构件一般包括J：前保险采集到的波形基本吻合(如图3)。杠、前吸能盒、前纵梁、前指

7、梁以及加强板等。在轻型校车的正面碰撞中，防火墙的侵入量，B柱下端的减速度时间历程和车门的可开性等参数是衡量乘员安全性的重要指标，这些参数可以用来对一计算数据／、＼一一试验数据前部结构的耐撞性进行评价。基于这个思路，本文将根据该轻型校车正面碰撞的结果，对其A柱内部的结构进行优化，并进行CAE分析比较。专《；／／＼艘—LR一2校车有限元模型可信性校验／，／一．V／⋯一一7_I7j_校车有限元模型校验是根据CAE仿真与试验的对标结果，为了保证CAE仿真模型的精确性，以图3整车碰撞加速度曲线试验和仿真对比及其所对应仿真结果的真实性，通过不断完善CAE仿真模型