汽车侧面碰撞有限元仿真建模第26卷第6期2022年11月江苏大学学报(自然科学版)Journalof激angsuUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.26No.6Nov.2022汽车侧面碰撞有限元仿真建模游国忠1,陈晓东1,程勇2,朱西产2,苏清祖1(1.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212022;2.中国汽车技术研究中心,天津300162)摘要:整车碰撞仿真是汽车被动安全性研究的关键技术和有效方法.应用美国ETA/VPG及LS-DYNA软件,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95,对国产某轿车汽车侧面碰撞车身抗撞性能进行了计算机仿真分析.文中介绍了整车有限元建模及侧面碰撞仿真的方法及经验,分析了材料与焊点的模拟方式、时间步长、刚体、自接触的定义等对计算结果有影响的建模因素,并将模拟计算结果与实际碰撞结果进行对比.通过仿真和试验结果的比较,车身变形、加速度波形以及车体的运动基本一致,从而验证了文中汽车侧面碰撞仿真的建模方法,为进一步研究侧面碰撞人体伤害以及车身侧面抗撞性能的改进奠定了基础.关键词:汽车;侧面碰撞;建模;有限元仿真:U46文献标识码:A:1671-7775(2022)06-0484-04FiniteelementmodelingofvehiclesidecrashYOUGuo2zhong1,CHENXiao2dong1,CHENGYong2,ZHUXi2chan2,SUQing2zu1(1.SchoolofAutomobileandTrafficEngineering,激angsuUniversity,Zhen激ang,激angsu212022,China;2.ChinaAutomotiveTechnologyandResearchCenter,Tian激n300162,China)Abstract:Crashsimulationoffullcarisapivotalandeffectivemethodtostudyvehiclepassivesafety.AccordingtoEuropeansidecrashregulation,ECER95,thesidecrashpropertyofanativecarisana2lyzedbyUSAETA/VPGandLS2DYNAsoftwares.Themodelingandsimulationoffullcarandfull2scalesidecrashareintroducedindetail.Thecrucialaspectsrelatedtotheaccuracyoftheresult,suchasthesimulationofmaterialsandspotwelds,thetimecontrol,rigidbody,andthedefinitionofcontactinter2facearediscussed.Thecomparingresultsbetweensimulationandfull2scaletestindicatedthatthede2formation,accelerationandmotionofvehiclebodyareconsistent.Themodelingmethodofvehiclesidecrashisvalidated.Keywords:vehicle;sidecrash;modeling;finiteelementsimulation汽车侧面碰撞安全性研究是当前世界汽车被动安全研究的一个热点,而汽车碰撞试验是汽车安全性研究中最准确可靠的方法,但此类试验是对试验车进行的破坏性试验,为检验一项设计目标往往需反复进行碰撞试验.由于碰撞过程复杂,试验费用高,设计与开发周期长,因此通过对汽车碰撞进行模拟计算来指导和部分取代试验工作,就成为汽车安全性研究的一种趋势[1].在汽车侧面碰撞计算机仿真技术研究方面,国外已经做了不少研究工作.在国内,目前还没有颁布汽车侧面碰撞的强制性法规,对汽车侧面碰撞安全性的研究才刚刚起步.文中采用美国ETA公司的汽车专业化仿真软件———虚拟试验场(VPG),以国产某轿车侧面碰撞有限元建模仿真为例,对整车碰撞方法和经验进行探索.收稿日期:2022-01-25基金项目:江苏省高校自然科学研究计划项目(03KJB580024);江苏大学高级专业人才科研启动基金资助项目(04JDG003)作者简介:游国忠(1975-),男,贵州毕节人,博士研究生(youecho@wwsodocs/doc/92c4e3135f0e7cd1842536dc),主要从事汽车被动安全研究.陈晓东(1974-),男,江苏无锡人,博士后(xiaodong2chen@wwsodocs/doc/92c4e3135f0e7cd1842536dc),主要从事汽车被动安全研究.1整车有限元模型的建立在建立整车有限元模型时,将整车各零部件的CAD三维模型存成IGES格式文件,通过VPG软件的IGES格式数据转换接口输入零件几何外形,利用其线和面进行网格的划分.划分网格后的模型与CAD模型的外形吻合得较好,而且由于在CAD建模时,采用的是统一的空间坐标,这有利于各零部件有限元模型的装配.整车模型的建立按照汽车制造的工艺流程进行,首先建立汽车各个零部件的模型,然后将各零部件组装成各分总成,最后总装完成整车模型.整车的装配通过在其联接边界上增加相应的联接单元(如焊点、铰接、短梁等)或约束(如刚性约束等)来实现.由于在碰撞计算中包含有大量的接触问题,因此,整个模型还必须考虑...