HyperMesh在轿车侧面碰撞仿真分析中的应用

"借助hypermesh的轿车侧面碰撞仿真分析" 轿车侧面碰撞仿真分析是汽车安全性研究中的重要一环，尤其在满足C-NCAP（China-New Car Assessment Program）法规要求时，这一过程显得至关重要。C-NCAP是中国的一项汽车安全性能评价体系，旨在通过模拟真实世界中的碰撞情况来评估车辆对乘员的保护能力。本文主要介绍了如何运用HyperMesh软件进行轿车侧面碰撞的有限元模型建立和仿真模拟。 HyperMesh是一款强大的前处理工具，它在汽车工程领域广泛应用于构建复杂的三维有限元模型。在轿车侧面碰撞分析中，HyperMesh可以实现以下步骤： 1. **模型导入与清理**：将轿车的CAD（Computer-Aided Design）数据导入HyperMesh，进行几何修复和清理，确保模型无误并符合仿真要求。 2. **网格划分**：对模型进行网格化，将几何模型转化为由大量单元组成的有限元模型。在侧面碰撞分析中，通常采用四面体或六面体单元，以保证计算精度。网格的质量直接影响仿真结果的准确性，因此需要优化网格大小和形状，确保其适应碰撞过程中复杂的变形。 3. **边界条件设定**：定义碰撞边界，包括轿车的固定部分、碰撞点、运动自由度等。同时，设置适当的接触条件以模拟两车相撞的情况。 4. **材料属性定义**：根据轿车各部件的材料特性，如钢、铝或高强度钢等，设置相应的材料模型，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。 5. **载荷应用**：根据C-NCAP的法规，设置碰撞速度、角度等参数，模拟实际碰撞情况。这些载荷可能包括撞击力、加速度变化等。 6. **求解器接口**：完成模型准备后，HyperMesh可以将模型导出到求解器，如LS-DYNA，进行动态非线性分析。LS-DYNA是一款强大的显式动力学求解器，擅长处理瞬态、大变形和接触问题，非常适合碰撞仿真。 在使用LS-DYNA进行仿真时，会关注以下几个关键指标： 1. **能量吸收与分散**：通过分析车辆在碰撞过程中的能量变化，了解车辆结构如何吸收和分散冲击能量，以减少乘员舱的侵入程度。 2. **乘员舱变形**：评估乘员舱的变形情况，尤其是门框、B柱和座椅区域，以判断对车内乘员的保护效果。 3. **假人受伤指标**：依据HIC（Head Injury Criteria）和THOR（Test for Human Occupant Restraint）等标准，预测假人在碰撞中的受伤风险。 4. **结构响应**：观察车辆结构在碰撞中的应力、应变分布，为结构优化提供依据。 5. **结果后处理**：利用HyperMesh或第三方工具进行结果后处理，分析碰撞过程中的速度、加速度、位移等，形成碰撞时间历程图，评估车辆性能。 通过这样的仿真流程，工程师可以对轿车的侧面碰撞性能进行预估和优化，避免昂贵的物理试验，缩短设计周期，提升车辆的安全性能。然而，需要注意的是，虽然仿真可以提供宝贵的参考，但最终仍需结合实车碰撞试验以验证和调整仿真结果。