基于整车正面碰撞仿真的发动机罩结构优化.pdf

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1、2016(8)FOCUS摘要：针对某车型正面碰撞仿真分析中发动机罩变形模式较差和碰撞后与前风挡玻璃干涉的问题，提出利用HyperMesh软件建立正面碰撞的发动机罩子结构仿真模型，优化发动机罩子结构在正面碰撞中的变形模式将发动机罩子结构模型优化结果导入整车正面碰撞模型中，查看碰撞结果是否满足整车碰撞性能：经过计算和分析，改进后的发动机罩在碰撞过程中的变形模式满足设计要求，与前风挡玻璃未接触，排除对乘员的潜在风险。为设计部门提供了一种高效可行的改进方案，关键词：正面碰撞：发动机罩；结构优化StructuralOptimizationofE

2、ngineHoodBasedontheSimulationoftheFrontalImpact术Abstract：Focusedontheproblemthatthepoordeformationmodeofenginehoodandinterfereneewiththefrontwindshieldinthesimulationanalysisofthefrontalimpact，thispaperintroducesthesub—structuresimulationmodeloftheenginehoodthatisbuiltw

3、ithHyperMesh，optimizingthedeformationinodeofsub—structureofenginehoodinthefrontalcrash．Theoptimizationresultsofenginehoodareloadedintothemodelofthevehiclefrontalimpacttoinspectwhethertheimpactresultmeetsthevehicleperformanceornot．Thedeformationmodeoftheimprovedenginehoo

4、dinthefrontalimpaetmeetsthedesignrequirementsthroughealeulationandanalysis，nocontactwiththefronlwindshield，thereforethepotentialriskforthepassengersisremoved，itwillprovidetheeffectiveschemefi)t’thedesigndepartment．Keywords：Frontalimpact；Enginehood；Structuralimprovement正

5、面碰撞是汽车碰撞事故中的主要类型，是造成乘员伤亡的主要原因I”。碰撞过程中，前机舱为溃缩区域，而发动机罩位于该区域，其变形模式会对发动机铰链及其前风窗产生直接影响。如果发动机罩变形模式较差，若在碰撞中发动机罩铰链断裂，发动机罩会侵入前风挡玻璃，影响安全气囊对前排人员的保护效果。为了减小在正面碰撞中发动机罩的入侵量，要求发动机罩在中间位置处产生折弯变形，使发动机罩在碰撞后整体呈现倒V字型I2I，避免发动机罩向后侵入，消除在正面碰撞中发动机罩对乘员的安全隐患。文章通过建立并优化发动机罩正面碰撞子结构模型，快速实现了发动机罩的结构优化。1建

6、立发动机罩正面碰撞子结构模型整车正碰模型采用HyperMesh软件对CAD数据进行网格划分，控制网格单元最小尺寸为4mITI，整车模型约有100万个单元，车身关键梁系采用全积分算法。按照GB1155l一2010《乘用车正面碰撞的乘员保护》要求加载边界条件。图1示出建立的发动机罩正面碰撞子结构模型，模型仿真计算时间为15rain。而整车模型计算时间需要约10h，优化效率比较缓慢。因此可以利用发动机罩正面碰撞子结构模型快速对优化方案进行变形模式评价，提高优化效率。*基金项目：中国第一汽车股份有限公司天津技术开发分公司2015年标准法规对策

7、项目(YF一15一BZFG一001)一25—子结构模型内外板包边区域以内外板厚度不同的单元组表示，简化方式如图2所示，包边部分采用2排单元模拟，内排为内外板两者重合厚度，外排为内外板以及包边三者重合厚度。包边材料属性与发动机罩内板一致。单元厚度计算公式为：Tl_fl+f2；疋=fI+2t2式中：r。，乃一内外排单元厚度，mm；t。，￡：——内外板厚度，mm。外板图2发动机罩包边简化示意图发动机罩子结构模型提交计算后，系统总能量，如图3所示。为节约计算时间，提高计算效率，大多数情况均采用部分积分类型进行积分计算。采用部分积分类型有可能出

8、现沙漏，当沙漏能较大时会导致模型能量不守恒，影响计算精度甚至导致计算结果不可信，所以必须通过LS—DYNA软件中的相应选项卡片将沙漏能控制在总能量的5％以下【3】。从图3中可以看出，能量曲线整体平顺，无异常，系统总能量守