新型汽车后防护装置的碰撞仿真研究.pdf

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1、第36卷第1期武汉理工大学学报(信息与管理工程版)Vo1．36No．12014年2月JOURNALOFWUT(INFORMATION&MANAGEMENTENGINEERING)Feb．2014文章编号：2095—3852(2014)01—0052—05文献标志码：A新型汽车后防护装置的碰撞仿真研究乔维高，李章宏，凡乐，饶紫微(1．武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉430070；2．汽车零部件新技术湖北省重点实验室，湖北武汉430070)摘要：利用CATIA实体建模功能，创建了壁障模型、汽车后防护装置的实体模型和小车的实体模型，并应用有限

2、元的思想对所有模型进行材料定义、网格划分等前处理。运用ANSYS／LS—DYNA对壁障与其后防护装置的动态碰撞试验进行仿真以及对皮卡与其后防护装置进行追尾碰撞仿真，根据仿真结果，评价了该防护装置的防护性能。同时，对在发生偏置碰撞时防护装置的防护性能进行了研究。在仿真分析结果的基础上设计了一种新型吸能式的汽车后防护装置结构，并通过理论研究和整车追尾碰撞仿真验证了新型汽车后防护装置的可行性与优越性。关键词：汽车后防护装置；追尾碰撞；偏置碰撞；碰撞仿真中图分类号：U461．6；TP391．9DOI：10．3963／j．issn．2095—385

3、2．2014．01．013随着我国道路汽车数量的逐年增加，交通事此，后防护装置的横梁与支承臂均使用20×20故也在不断增多。特别是在高速公路上，轿车与mm的网格，车尾部分采用50×50mm壳单元。大型货车之间的追尾频繁发生，常导致轿车乘员由于壁障发生的变形相对来说非常小，因此网格群死群伤。因此，对汽车后防护装置抗撞性和吸划分采用100×100mm实体单元。划分好单元能性的研究，尽量减轻追尾事故发生后追尾车辆格的被追尾汽车后防护装置和壁障的有限元模型乘员的伤害非常有必要。笔者建立了一般货车的如图1所示。汽车后防护装置、壁障和实车的三维实体模

4、型，依次进行壁障与后防护装置、实车与后防护装置的正面碰撞和偏置碰撞仿真，分析仿真结果，在此基础上提出了一种新型吸能式的汽车后下部防护装置，对其进行皮卡与之的碰撞仿真分析，通过实车一追尾仿真实验对新型汽车后防护装置进行验证，图1汽车后防护装置有限元模型以求最大限度地减少追尾碰撞带来的损失，对于提高汽车被动安全性，减轻对追尾汽车乘员的伤1．1．2实车建模害有重要意义。由于皮卡车的前半部分结构与轿车类似，而后半部的结构却要比轿车简单得多，因此建模的l汽车后下部防护装置的碰撞仿真实车采用皮卡的模型会大大降低计算量⋯。追1．1有限元建模尾汽车模型选

5、择雪佛兰1994年版C2500轻型皮1．1．1汽车后防护装置和壁障的建模卡作原型。在保证仿真精度的同时减少计算量，运用CATIA建立汽车后下部防护装置和壁车体前部的主要变形部件，如汽车保险杠、发动机障的几何模型，根据实际，后防护装置横梁和支承机罩等，网格划分采用20X20mm壳单元；基臂的壁厚均设置为2mm。以实际经验，发生追尾本不会变形的部件如汽车发动机、车体后半部分碰撞后，被迫尾汽车后防护装置会有较大的变形，等划分网格采用较稀疏的尺寸。有限元网格车尾部分一般刚度都很大，变形相对比较微弱，因划分以后的皮卡车碰撞模型如图2所示。追尾汽收稿

6、日期：2013一O7—22作者简介：乔维高(1964一)，男，江苏扬州人，武汉理工大学汽车T程学院教授；博士生导师56武汉理工大学学报(信息与管理工程版)2014年2月表2吸能情况对比forthequadrilateralplate[J]．ElementwithOne—pointQuadrature，1986(1)：8—12．[4]朱西产．应用计算机模拟技术研究汽车碰撞安全性[J]．世界汽车，1997(3)：15—35．[5]ROGERZ，GEORGER，RAPHAELG．Simulationoftruckrearunder—runbar

7、rierimpact[C]∥17Inter—nationalTechnicalConferenceonEnhancedSafetyofVehicles．Amsterdam：[S．n．]，2001：132—136．3结论[6]顾力强．轿车保险杠和金属缓冲吸能结构的耐撞性研究[D]．上海：上海交通大学图书馆，2000．所设计的新型汽车吸能式后防护装置的吸能[7]ZHANGHJ．Anumericalstudyontheimpactre—防撞特性得到了有效提升。在整个碰撞过程sponseandenergyabsorptionofthin—wall

8、tubeswith中，新型后防护装置始终能起到吸能和减轻撞击的differentgeometries[D]．Michigan：WayneStateUni—versity，2005．作用。通过对