材料模型对防撞梁正面碰撞仿真的影响.pdf

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1、第52卷第10期V01．52No．10农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年10月0ctober2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．10．007材料模型对防撞梁正面碰撞仿真的影响张敬文1，一，范体强1,2，赵清江1，一，李阳1,2(1．401122重庆市中国汽车工程研究院股份有限公司；2．401122重庆市重庆市汽车轻量化工程技术研究中心)[摘要]随着计算机技术的飞速发展，有限元模拟大量用于汽车整车及零部件的碰撞仿真中。材料模型的选择是仿真分析中比较重要的环节

2、，它对仿真精度具有重要影响。通过对某车型防撞梁材料采用高速拉伸曲线、指数硬化、线陛硬化以及Johnsoncook四种材料模型进行防撞梁正面碰撞仿真分析，得到了不同材料模型对仿真结果的影响，有助于防撞梁碰撞仿真分析和理论分析中材料模型的选择。[关键词]防撞梁；材料模型；正面碰撞；仿真分析；本构方程[中图分类号]U463．8[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2014)10—0030—04TheInfluenceofMaterialModelonFrontalCrashSimulationofBumperBcamZhangJingwenl--．FanTiqia

3、n91--．ZhaoQin鲥ian91--，LiYan91，2(1．ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo．，Ltd．Chongqing401122，China；2．ChongqingAutomotiveLightweightEngineeringResearchCenter，Chongqing401122，China)[Abstract]Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology-，finiteelementsimulationwaswidelyappliedinthec

4、rashsimulationofvehiclesandparts．Theselectionofmaterialmodelwasakeyaspectinthesimulationanalysis．Ithasimportantiniluenceonsinmlationaccuracy．Theeffectsofmaterialnlodelonfrontalerashsimulationresuhsofabumperbeamwithhigh—speedtensilecurvemodel，indexhardeningmodel，linearhardeningmodelandJo

5、hnson_cookmodelrespectivelywereobtained．Itisvery-usefulforselectionofmaterialmodelinerashsimulationandtheoreticalanalysis．[Keywords]bumperbeam；materialmodel；fi'ontalerash0引言防撞梁是汽车保险杠系统中的主要碰撞结构件，其性能优劣直接影响整车的正面碰撞性能旧。在低速碰撞中，防撞梁应不发生明显变形从而用于保护车身、外饰、动力、底盘等系统零部件阳；在高速碰撞中，防撞梁应发挥良好的吸能作用并提供稳定的力传导以

6、便后续吸能部件的变形[蜘；此外，防撞梁的结构形式对行人保护效果也有重要影响M。因此，国内外对防撞梁的研究主要集中在低速的保护效果、高速的吸能效果和力传导作用以及行人保护效果三个方面陋121。由于缺少单独的防撞梁性能评估试验方法，目前对防撞梁的研究主要集中于仿真分析。随着高速拉伸测试技术的不断发展，材料在0～1000／s项目支撑：汽车轻量化国家重点实验室筹建单位开放课题(20130203)收稿日期：2014—05—30修回日期：2014—06—11应变率状态下的力学性能很容易被获取，并已经在材料高速变形仿真中得到了大量应用[13]。本文采用指数硬化、线性硬化以及John

7、son—cook模型对某车型防撞梁在不同应变率状态下的高速拉伸曲线进行拟合，得到了该防撞梁的3种材料本构方程，并将其用于防撞梁正面碰撞仿真分析。通过与试验相比较，研究了材料模型对仿真结果的影响，有助于防撞梁材料模型的合理选择，提高仿真分析精度，同时也为建立正确的防撞梁碰撞力学模型，进行理论分析提供了一定的依据降阍。1仿真模型1．1模型建立根据实际的碰撞试验建立的仿真模型如图1所示。采用配重为1000kg的台车对通过工装固定在刚性墙上的防撞梁进行正面撞击，撞击速度为18km／h。碰撞模型详细信息如表1所示。采用刚体约第52卷第10期张敬文等：材料模型对