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1、Altair2015技术大会论文集汽车行李防护CAE仿真分析及优化TheLuggageRetentionAnalysisandOptimizeofAutobyCAE王圣波李路才（一汽海马汽车有限公司、海口、570216）摘要：本文根据汽车研发的需要，利用HyperWorks平台搭建FE模型求解相结合的有限元仿真技术，对一汽海马某款汽车行李箱防护进行仿真计算。根据撞击结果对防护装置的变形情况和关键部件的应力应变等细节进行分析，判断是否对乘员造成伤害。提出优化方案，并通过仿真结果，满足法规要求。为整个研发过程节省了大量的试验费用，缩短研发周期。关键字
2、：HyperWorks、有限元仿真、行李防护装置、优化Abstract:Inthispaper,accordingtotheneedsofvehicledevelopment,isaboutasimulationanalysisoftheautoluggageretention.Accordingtotheresultsofluggageretentionpartsimpactprocessandjudgeifexistentofharmtopassenger.Proposeoptimumproposalsandcheckingtheoptimu
3、mproposalsgetthroughsimulationbytheresultreachtherule.Keywords:HyperWorks,FEsimulation,Luggageretention,Optimize1前言在现在汽车研发制造中，车身结构的被动碰撞安全性能一直是一个研究的重点。车身结构抗撞性研究主要注重于研究汽车车身结构对碰撞能量的吸收特性，寻求改善车身结构抗撞性的方法。在保护成员空间的前提下，最大限度提高车身变形吸收的碰撞能力，从而降低传递给车内乘员的碰撞能量到最小。因此合理优化车身结构，保证车身的抗撞性和乘员的安全性，这
4、是当前汽车设计师面临的巨大挑战[1-3]。单纯依靠试验来解决车身结构抗撞性的设计方法，难度比较大，费用高，而且周期长。运用有限元仿真和优化相结合的方法，得到的信息多，分析问题准确有效，费用低，时间比较短。本文运用HyperWorks软件前后处理功能和其他求解器相结合的方法对自主品牌一汽海马汽车某款车的行李移动对乘客防护的问题进行了模拟分析，对行李撞击防护装置细节进行揭示，对行李防护装置设计和座椅部件布置具有实际的指导意义[1]。本文对行李箱防护模拟包含两部分：首先对行李箱移动撞击防护装置过程进行计算分析并提出优化方案，然后根据优化方案再次进行有限
5、元仿真，验证优化结果的可行性。2基本理论车身结构碰撞是一个动态的大位移和大变形的瞬态接触过程，碰撞过程受到接触和冲击载荷的影响，碰撞系统具有大应变、大转动和大位移为特征的几何非线性，以接触摩擦为特征的接触非线性和以材料弹塑性变形为典型特征的材料非线性的多重非线性特点。因此，碰撞计算仿真涉及一个未知边界条件的偏微分方程的求解，包含连续介质的质量守恒、动量守Altair2015技术大会论文集恒和能量守恒，整个运动系统满足以下各项条件：运动方程在有限元模型中每一个节点位置和时间的关系表达式为X=X(X,t)在t=0时，初始位置为X(M,0)=立?Xi(
6、Xa,0)=ViXa其中，X为初始时刻的质点坐标，t为质点运动的时间，vi(i=1,2,3)为质点的初始速度。动量守恒方程?(Tij-+P?fi=P?X?才■■式中o-ij为Cauchy应力；fi(i=1,2,3)为单位质量体积力；x为质点加速度。质量守恒方程p=Jpo式中，p为当前质量密度，po为初始质量密度，J为密度变化系数。面力边界条件：?"师ni=T(t)式中n(i=1,2,3)为？b边界单元的单位法向量，T(i=1,2,3)为面力载荷。位移边界条件：?b2才(X,t)=ki(t)式中，ki(t),i=1,2,3是给定位移函数接触内边界条
7、件：?b3(of-叼-)?n=0Altair2015技术大会论文集当（为+=才）接触时沿接触边界由上述各方程及边界条件得到虚功原理的变分列式:8=/x8加+”必-JP?fi8心-?小，静=0其物理意义：作用在物体上的外力和内力的虚功之和为零。3法规要求GB15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度》是汽车被动安全的一个重要标准，是车辆公告试验的强制检查项目。标准中关于防止移动行李对乘员伤害有特殊要求，构成行李舱的座椅靠背和头枕应具有足够的强度以保护乘员不因行李的前移而受到伤害。试验过程中座椅及其锁止装置需保持在原位置，试验期间允许座椅
8、靠背及其紧固件变形，条件是隔离装置部分（包括试验的座椅靠背和头枕）[邵尔（A）硬度大于50]部分的前轮廓不能向前方移出一横向垂面，此平面
