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1、第52卷第10期V01.52No.10農業(yè)裝備與車輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年10月0ctober2014doi:10.3969/j.issn.1673—3142.2014.10.007材料模型對防撞梁正面碰撞仿真的影響張敬文1,一,范體強1,2,趙清江1,一,李陽1,2(1.401122重慶市中國汽車工程研究院股份有限公司;2.401122重慶市重慶市汽車輕量化工程技術研究中心)[摘要]隨著計算機技術的飛速發(fā)展,有限元模擬大量用于汽車整車及零部件的碰撞仿真中。材料模型的選擇是仿真分析中比較重要的環(huán)節(jié)
2、,它對仿真精度具有重要影響。通過對某車型防撞梁材料采用高速拉伸曲線、指數(shù)硬化、線陛硬化以及Johnsoncook四種材料模型進行防撞梁正面碰撞仿真分析,得到了不同材料模型對仿真結果的影響,有助于防撞梁碰撞仿真分析和理論分析中材料模型的選擇。[關鍵詞]防撞梁;材料模型;正面碰撞;仿真分析;本構方程[中圖分類號]U463.8[文獻標志碼]A[文章編號]1673—3142(2014)10—0030—04TheInfluenceofMaterialModelonFrontalCrashSimulationofBumperBcamZhangJingwenl--.FanTiqia
3、n91--.ZhaoQin鰣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引言防撞梁是汽車保險杠系統(tǒng)中的主要碰撞結構件,其性能優(yōu)劣直接影響整車的正面碰撞性能舊。在低速碰撞中,防撞梁應不發(fā)生明顯變形從而用于保護車身、外飾、動力、底盤等系統(tǒng)零部件陽;在高速碰撞中,防撞梁應發(fā)揮良好的吸能作用并提供穩(wěn)定的力傳導以
6、便后續(xù)吸能部件的變形[蜘;此外,防撞梁的結構形式對行人保護效果也有重要影響M。因此,國內外對防撞梁的研究主要集中在低速的保護效果、高速的吸能效果和力傳導作用以及行人保護效果三個方面陋121。由于缺少單獨的防撞梁性能評估試驗方法,目前對防撞梁的研究主要集中于仿真分析。隨著高速拉伸測試技術的不斷發(fā)展,材料在0~1000/s項目支撐:汽車輕量化國家重點實驗室籌建單位開放課題(20130203)收稿日期:2014—05—30修回日期:2014—06—11應變率狀態(tài)下的力學性能很容易被獲取,并已經在材料高速變形仿真中得到了大量應用[13]。本文采用指數(shù)硬化、線性硬化以及John
7、son—cook模型對某車型防撞梁在不同應變率狀態(tài)下的高速拉伸曲線進行擬合,得到了該防撞梁的3種材料本構方程,并將其用于防撞梁正面碰撞仿真分析。通過與試驗相比較,研究了材料模型對仿真結果的影響,有助于防撞梁材料模型的合理選擇,提高仿真分析精度,同時也為建立正確的防撞梁碰撞力學模型,進行理論分析提供了一定的依據(jù)降閽。1仿真模型1.1模型建立根據(jù)實際的碰撞試驗建立的仿真模型如圖1所示。采用配重為1000kg的臺車對通過工裝固定在剛性墻上的防撞梁進行正面撞擊,撞擊速度為18km/h。碰撞模型詳細信息如表1所示。采用剛體約第52卷第10期張敬文等:材料模型對