Abaqus在汽车碰撞中的应用.pdfVIP

2007中国汽车安全技术国际研讨会 Abaqus在汽车碰撞中的应用 潘影影 Abaqus公司北京代表处，北京，yingying．pan@3ds．com 摘要：随着计算机技术的进步和有限元计算方法的日益完善，特别是大变形非线性有限元分析方法应用于接触 力学的理论日趋成熟，使得利用计算机进行汽车整车碰撞仿真成为可能。Abaqus软件是一套功能强大的模拟工 程的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题，特别是它的非线性力学 以及前后处理器CAE组成。本文主要涵盖了国外几个大的汽车制造厂商在使用ABAQUS／Explicit求解器对汽车 整车碰撞的仿真介绍，主要集中在技术进步和当前的状态，碰撞分析功能的开发，以及总结ABAQUS与其他软 件的不同之处。 关键字：汽车，碰撞，安全，仿真，有限元 I 引言： 汽车安全日益受到全球汽车客户的关注，Abagus被动安全性模拟是全球著名的汽车制造商 contact)功 BMW和现代等在新车开发过程中既定的工具，Abaqus中强大的通用接触(general 能的引入和网格无关的焊点技术(fastener)等等是整车模拟中的关键。Abaqus汽车碰撞安 全性分析的目标是继续开发下一代精确可靠的碰撞模拟工具，使Abagus成为真正可预测的碰撞 模拟工具，同时Abaqus在汽车碰撞分析方面又有很多优势： 1，强大的开发团队和技术支持队伍和高的质量保证。 2，强大的通用(自动)接触功能和网格无关的焊点技术。 节省了接触建模的时间，同时还可以考虑带有失效的焊点模拟。 3，统一的有限元方法。 在Abaqus平台下，部件、子系统、系统及整车的静力学分析、振动噪声分析、耐久性分析 及动力学分析过程，无论是线性分析还是非线性分析，均在同一个平台下完成，不必重新建立 模型或者再利用其它软件进行数据的传递。 4，与BMW和现代等全球著名的汽车厂商进行合作。 Abaqus／Explicit进行碰撞分析时，即可进行基本测试又可进行材料模型和组件测试，同 时还可进行碰撞的整车碰撞和头部碰撞等等。 2 Abaqus公司和软件简介 Abaqus是一套先进的通用有限元程序系统，被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以 分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大的问题和模拟非线性的影响。 Abaqus有两个主要的分析模块： Abaqus／Standard提供了通用的分析能力，如应力和变形，热交换，质量传递等。 Abaqus／Explicit应用对时间进行显式积分的动态模拟，提供了应力／变形分析的能力。这 种显式积分的应用使得Abaqus／Explicit为处理复杂接触条件的问题提供了强有力的工具，例 如在加工过程中的冲锻压，汽车整车的碰撞，以及手机等电子设备的跌落和冲击等。 3 Abaqus应用在汽车碰撞中的主要功能 ．130． 2∞7中国汽车安幸拄术目％Ⅱ讨台 在汽车被动安全领域Abaqus与8MW公司以及韩国现代汽车等进行r合作，利Hj Abaqus／EXPLICIT模块进行从整车碰撞到乘员约束的系统模拟，有其强大的功能 COIjTACT类型的接触¨f以为多组件、具有复杂拓扑关系的 1．Abaqus／EXpllcit中GDtERAL 模型方便地设置接触．般太的减少丁接触建模时问。整牟模型中的接触可以基于所有单元的表 面自动定义，分析的接触属性逐渐变得更加详细，在软件中可以修改指定接触对的接触属性。 下面脚形是BMW使用Explicit求解器进行正碰的模拟，包括白车身所有的组件，底盘，动力系 统．前保险杠。50万单元，120msec碰撞，80zsec出现回弹。 蓠 u删使坩ABAQHS／Explicit进行汽车整午Ⅱ碰摸Ⅲ 2，Abaqus具有强大的连接技术，包括丰富的连接器啦元．基于表面的tie约束，网格无 关的焊点和精接技术．连接类型如下。