CAE技术在行人保护中的应用

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CAE论文

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CAE技术在车辆产业中的应用焦泽宇北京科技大学信计1201摘要:经济发展迅速的现代社会,车辆的应用将越来越广泛,伴随而来的是汽车产业的急速发展,而作为在产品设计中得以极大运用的CAE技术必将极大的应用于车辆产业。

介绍CAE技术在车辆生产的前期研发中的应用和研发流程、产品的设计与优化、车辆运行的一些参数的分析。

关键词:CAE技术、车辆产业、车辆设计、产品测试、展望。

1. CAE技术的概述CAE(计算机辅助工程)技术是计算机技术和工程分析技术相结合形成的新兴技术,它的理论基础是有限元法和数值分析方法。

有限元法的基木思想是将连续的求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连结在一起的单元的组合体。

由于单元本身又可以有不同形状,因此可以模拟几何形状复杂的求解域。

数值分析方法是研究适合于在计算机上使用的实际可行、理论可靠、计算复杂性好的数值计算方法,近40年来,数值分析迅速发展并成为数学科学中的一个独立学科。

CAE的核心技术为有限元技术与虚拟样机的运动/动力学仿真技术。

主要是用计算机对工程或产品进行性能与安全可靠性分析,对其米来的工作状态和运行行为进行模拟,及早发现设计缺陷,并证实工程或产品米来性能的可用性与可靠性。

将CAE定义扩展为支持从研究开发到产品检测整个生产过程的计算机系统,包括分析、计算和仿真在内的一切研发活动。

CAE软件集成了有限元法、数值分析、优化设计、图像处理、工程管理学、人机智能工程等多种技术领域,是一种综合性、知识密集型信息产品, CAE软件在功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库等方面进一步完善,版本不断更新,用户界面和数据管理技术等方面已臻于成熟,解决了很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

2. CAE技术在汽车优化设计过程中的作用CAE技术在汽车产品优化设计过程中的作用集中体现在三方面:(1)CAE技术极大地缩短了产品的研制周期,在建模和分析过程中采用实体造型和参数化,模型和参数的修改都很方便,最终确定合理的结构参数所需时间得到大幅度的缩短。

cae在现代产品设计中的作用和价值

cae在现代产品设计中的作用和价值

cae在现代产品设计中的作用和价值CAE在现代产品设计中的作用和价值CAE(计算机辅助工程)是一种利用计算机技术进行工程分析和设计的方法,它在现代产品设计中扮演着重要的角色。

CAE可以帮助设计师在产品设计的早期阶段就进行各种分析和模拟,从而提高设计效率、降低成本、缩短开发周期,同时还可以提高产品的质量和可靠性。

CAE可以帮助设计师进行各种分析和模拟,如结构分析、热分析、流体分析等。

通过这些分析和模拟,设计师可以更好地了解产品的性能和特点,从而进行更加精确的设计。

例如,在汽车设计中,CAE可以帮助设计师进行碰撞分析,从而提高汽车的安全性能;在飞机设计中,CAE可以帮助设计师进行气动分析,从而提高飞机的飞行性能。

CAE可以提高设计效率、降低成本、缩短开发周期。

传统的产品设计需要进行大量的试验和实验,这不仅费时费力,而且成本高昂。

而CAE可以通过模拟和分析来预测产品的性能和特点,从而减少试验和实验的次数,降低成本,缩短开发周期。

例如,在手机设计中,CAE可以帮助设计师进行电磁兼容分析,从而减少试验和实验的次数,降低成本,缩短开发周期。

CAE可以提高产品的质量和可靠性。

通过CAE的分析和模拟,设计师可以更好地了解产品的性能和特点,从而进行更加精确的设计。

这样可以避免产品在使用过程中出现各种问题,提高产品的质量和可靠性。

例如,在电子产品设计中,CAE可以帮助设计师进行热分析,从而避免产品在使用过程中出现过热问题,提高产品的可靠性。

CAE在现代产品设计中扮演着重要的角色。

它可以帮助设计师在产品设计的早期阶段就进行各种分析和模拟,从而提高设计效率、降低成本、缩短开发周期,同时还可以提高产品的质量和可靠性。

随着计算机技术的不断发展,CAE在产品设计中的作用和价值将会越来越重要。

CAE技术概述范文

CAE技术概述范文

CAE技术概述范文CAE技术主要包括结构力学分析(Structural Analysis)、热力学分析(Thermal Analysis)、流体动力学分析(Fluid Dynamics Analysis)和系统动力学分析(System Dynamics Analysis)等。

通过这些分析手段,CAE技术可以模拟和预测诸如机械零件受力、热应力、液体或气体流动等工程问题,为工程师提供了解决问题、改进设计的有效方法。

具体而言,CAE技术可以实现以下功能:1.结构力学分析:包括静力学分析、动力学分析和疲劳分析等,用于预测工程结构在不同条件下的变形、应力以及寿命等,为结构设计提供可靠性评估。

2.热力学分析:主要用于模拟工程系统中热交换以及热传导过程,预测温度场分布和热应力,从而优化热设计、节能减排等。

3.流体动力学分析:主要应用于模拟流体的流动和传热过程,包括空气、水、油和气体等多种介质,以帮助工程师优化系统设计,提高效率和可靠性。

4.系统动力学分析:主要用于模拟复杂动态系统的行为,如机械系统、电路系统和控制系统等,以预测系统的稳定性、响应性能等,从而优化系统设计和控制策略。

1.提高设计效率:CAE技术可以通过模拟和分析,提前发现潜在问题并进行优化,从而减少试错成本和工程重复工作,提高设计效率。

2.降低开发成本:通过CAE技术的应用,工程师可以在虚拟环境中进行大规模的仿真和实验,减少了实际试验样品的数量和代价,从而降低了开发成本。

3.改善产品质量:CAE技术可以预测产品在不同工况下的性能和寿命,提前发现潜在问题,优化设计,从而提高产品质量和可靠性。

4.推动创新发展:CAE技术可以快速评估和比较不同设计方案的性能和效果,为工程师提供了一个快速验证和优化创新想法的平台。

5.促进跨学科合作:CAE技术的应用需要多学科的知识和技能,如工程力学、数值计算、计算机科学等,促进了不同学科之间的合作与交流。

当然,CAE技术也存在一些挑战和限制,如计算复杂性、模型准确性和数据可靠性等。

CAE解决方案

CAE解决方案

CAE解决方案概述:计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,简称CAE)解决方案是一种利用计算机技术来辅助工程设计和分析的方法。

它通过建立数学模型和进行数值计算,可以对产品进行虚拟仿真,从而提供工程设计和优化的解决方案。

本文将详细介绍CAE解决方案的背景、应用领域、工作原理以及优势。

背景:随着计算机技术的快速发展,CAE解决方案应运而生。

传统的工程设计和分析方法需要进行大量的实验和试验,耗费时间和资源。

而CAE解决方案通过建立数学模型和进行数值计算,可以在计算机上进行虚拟仿真,快速得出产品的设计和性能分析结果。

这种方法不仅大大节省了时间和成本,还提高了工程设计的准确性和可靠性。

应用领域:CAE解决方案广泛应用于各个工程领域,包括航空航天、汽车、船舶、机械、电子、建筑等。

在航空航天领域,CAE解决方案可以用于飞机结构设计和强度分析,以及飞行器的气动性能模拟。

在汽车工程中,CAE解决方案可以用于车身结构优化、碰撞仿真和噪音振动分析。

在建筑工程中,CAE解决方案可以用于建筑结构设计和地震响应分析。

总之,CAE解决方案可以在各个领域中提供工程设计和分析的支持。

工作原理:CAE解决方案的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 建立数学模型:根据实际工程需求,使用CAD软件或其他建模工具建立产品的几何模型。

2. 网格划分:将几何模型离散化为有限元网格,即将产品划分为多个小单元,每个小单元称为有限元。

3. 材料特性定义:为每个有限元分配材料属性,包括弹性模量、密度、热导率等。

4. 载荷和边界条件定义:定义施加在产品上的载荷和边界条件,如力、热源、约束等。

5. 数值计算:利用数值计算方法,如有限元法、有限差分法等,对建立的数学模型进行求解,得到产品的响应结果。

6. 结果分析:对计算结果进行分析和评估,包括应力分布、变形情况、温度分布等。

7. 优化设计:根据分析结果,对产品的设计进行优化,以满足工程需求。

cae名词解释

cae名词解释

cae名词解释
CAE,即计算机辅助工程,是一个包含了许多独立的计算机科学技术的领域,旨在帮助工程师们在设计和维护其中的各种产品和过程上,提供详细和精确的仿
真和分析。

这些技术提供了大量的工具和程序,可以提高操作的效率和质量,从而达到优化设计和创新的目标。

CAE的主要领域包括有限元分析(FEA),计算流体动力学(CFD),多体动力学(MBD)和优化。

这些技术在几乎所有的工业领域中都有应用,包括航空航天,汽车,消费品,电子和生物医学等。

有限元分析是CAE应用中的一种数学模型,它通过将一个物体或系统分解为
许多小的、互连的部分(称为"元素"),然后分别对这些元素进行模拟和分析,以理解和预测其在特定条件下的行为和响应。

计算流体动力学是另一种重要的CAE技术,它用于模拟并预测流体在特定条
件下的行为。

这种技术可以应用于一系列的应用中,包括燃烧,空气动力学,天然和人工流体流动等。

多体动力学是用于模拟和分析由多个刚体或柔性体组成的复杂系统的动态行为。

这种技术在许多领域中都有应用,如车辆动态,机械系统,机器人和生物力学等。

优化是CAE的另一个主要领域,其目标是找出在特定约束条件下达到特定目
标的最佳方法或策略。

这可以是设计优化,过程优化,结构优化,或者任何其他需要优化的元素。

总的来说,计算机辅助工程(CAE)是一种先进的科学技术工具,对于推动工业创新和提高效率有着重要的作用。

汽车碰撞安全CAE仿真分析

汽车碰撞安全CAE仿真分析

汽车碰撞安全CAE仿真分析汽车的碰撞安全性是汽车设计开发过程中必不可少的环节,车身结构是碰撞安全的基础,设计出具有良好碰撞吸能性能的安全车身是汽车设计的一个主要目标。

汽车的碰撞安全性能最终要经过实车的碰撞试验来检验,但实车试验成本高昂,在设计过程中不可能为验证某一设计的合理性而反复试验。

CAE仿真分析因其可重复性、低费用、方便性等优点成为检验某一设计是否合理的有效方法。

同捷在12年发展中设计开发了几百款车型,积累了各类型、各级别车型丰富的设计经验。

同时,由于CAE分析已成为设计中的一项不可或缺的流程,几乎每一款车型都要进行碰撞安全CAE仿真分析,也积累了丰富的标杆车和设计车分析经验和数据,完全可以根据不同需求设计出合理的安全车身结构,满足法规及C-NCAP要求。

以下从最常见的几个碰撞性能分析项介绍汽车碰撞安全CAE仿真分析的主要内容。

正面刚性墙碰撞分析根据法规和C-NCAP要求,在正面刚性墙碰撞中,汽车以50km/h的速度正面垂直撞击刚性墙。

车身主要的吸能结构为前保险杠、吸能盒、左右前纵梁等前舱结构,因此,前纵梁上各支架(如纵梁上蓄电池支架、发动机悬置支架等)的布置对碰撞过程中纵梁的吸能弯折型式有很大影响。

由于正面碰撞侧重对约束系统的考察,这就要求车身结构,特别是乘员舱的结构既要设计得比较刚强,保证乘员生存空间的完整性,又要合理的分散碰撞能量,降低传递到乘员舱的力。

利用CAE仿真分析方法,不仅可以输出碰撞过程中B柱、中央通道的加速度,前围板、踏板、方向盘的侵入量,门框变形量及各主要力传递路径结构的截面力等信息,还可以根据分析结果快速地修改主要吸能结构的材料、料厚及特征等,达到优化的目的。

40%偏置碰撞分析40%偏置碰撞与正面刚性墙碰撞最大的区别是偏置碰撞中只有一侧的纵梁结果参与变形吸能,因此,偏置碰撞更多的是对车身结构刚强程度的考察,碰撞力必须很快地通过A柱、门槛梁、车门腰线、地板、中央通道等传递分散,设计中不仅要综合考虑正面刚性墙碰撞的分析结果,还需重点关注A柱、门框及上边梁等结构的变形特点。

Euro-NCAP行人保护试验协议V7.0解析

Euro-NCAP行人保护试验协议V7.0解析

Euro-NCAP行人保护试验协议V7.0解析王亚军;王栋;施欲亮;吴沈荣【摘要】为更准确地给主机厂开发欧洲市场提供帮助,解读了最新的Euro-NCAP 行人保护试验协议.通过对比分析了行人保护试验协议V7.0和V6.0之间的主要差异,发现多处内容有所更新,包括试验区域的标记、划分、网格点和评分等.对某车型的行人下腿部进行仿真分析,分析了新旧协议的不同点,以及新版协议V7.0所带来的挑战.最后针对最新Euro-NCAP行人保护协议提出相应的应对措施,比如行人头部、上腿部和下腿部3个碰撞位置所对应的前部车身结构设计开发策略和建议.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2014(004)004【总页数】5页(P304-308)【关键词】行人保护协议V7.0;网格点;下腿部;上腿部【作者】王亚军;王栋;施欲亮;吴沈荣【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽,芜湖241009;奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽,芜湖241009;奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽,芜湖241009;奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽,芜湖241009【正文语种】中文【中图分类】U461.91从2005年起,欧盟国家的新认证车型必须满足欧盟委员会 (European Commission,EC)行人保护法规(2003/102/EC)第1阶段[1]的要求,从2010年以后,法规将进入更加严格的第2阶段[2-3]。

2002年起,在联合国主持下,包括中国在内的30多个参与国共同研究、协商并制定了全球技术法规(Global Technical Regulations,GTR)[4]。

除政府强制性法规之外,欧洲新车评价规程也将行人保护作为考查内容。

欧洲新车评价规程主要由成人乘员、儿童乘员、行人保护和主动安全4个盒子组成,每个盒子在从1星到5星这5个星级中所对应的比重都各不相同,而且会逐年调整比重。

cae的主要方法

cae的主要方法

cae的主要方法
CAE(Computer-Aided Engineering,计算机辅助工程)是一种结合计算机技术和工程学知识的工程模拟方法。

它利用计算机模拟和分析工具来预测和评估产品在实际使用情况下的性能和行为,以优化设计和提高产品质量。

CAE的主要方法包括以下几个方面:
1. 有限元分析(Finite Element Analysis,FEA):将复杂的工程结构分割成有限数量的小元素,通过建立数学模型,利用计算机运行复杂的方程求解器,预测产品在应力、应变、振动等方面的性能和行为。

2. 计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD):通过数值模拟和数学解法,分析和预测液体或气体在工程系统中的流动、传热、压力等性能。

3. 多体动力学分析(Multibody Dynamics Analysis,MDA):模拟和分析多体系统中物体的运动和相互作用,如汽车悬挂系统、机器人运动学和动力学。

4. 优化设计:通过数学建模和计算方法,自动搜索和优化设计参数,以满足给定的性能指标和约束条件。

5. 可靠性分析:通过建立可靠性模型,分析和评估产品在使用寿命和环境变化下的可靠性。

6. 结构优化:通过改变材料和结构的拓扑形状、尺寸和布局等设计参数,实现结构体积和重量的降低、刚度和强度的提高。

这些方法都依赖于数学建模、数值分析和计算机仿真技术,用于预测和评估产品的性能、耐久性、可靠性和安全性。

通过CAE方法,工程师可以在产品开发早期就发现和解决问题,减少试验和制造成本,提高产品的质量和竞争力。

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福建电脑2010年第2

CAE技术在行人保护中的应用王韶华(同济大学上海200437)

【摘要】:在机动车辆造成的人员伤亡事故中,行人伤亡的人数仅次于车内乘员伤亡人数位居第2位,因此对于行人保护的研究刻不容缓。本论文主要完成两方面的工作:(1)运用计算机技术完成假人小腿冲击器以及车辆主要防撞部件的建模,以备今后研究使用;(2)运用CAE软件完成模拟的行人保护试验,得出模拟碰撞曲线。

【关键词】:EURONCAP行人保护小腿冲击器CAE

引言近年来,随着汽车制造技术的不断进步,汽车的安全措施日益完善。通常情况下,总质量在2.5t以下的非平头乘用车以及在乘用车基础上改制的、总质量在2.5t以下的非平头小货车都已具备了包括安全带、安全气囊,以及各种安全电子系统在内的安全措施,从而大大提高了驾驶的安全性和对乘员的保护。然而,根据世界卫生组织和世界银行牵头编写的《世界预防道路交通伤害报告》显示,在道路交通事故中,行人(包括骑车人)往往是最大的受害群体。根据世界银行2002年的统计,全世界平均每年共有117万人死于道路交通事故,其中有65%是行人。欧盟的有关分析数据也显示,在欧盟的道路交通事故中,行人的死亡数据是车内乘员的9倍,骑车人的死亡数据是车内乘员的8倍。在中国,根据公安部交通管理局的统计,2000、2001、2002年的交通事故中,行人和骑自行车的人死亡人数分别为6414、7046、6798,分别占当年交通事故死亡人数的6.83%、6.65%、6.22%。尽管从比例数字来看并不高,但绝对数字已相当可观。而且,随着近两年汽车保有量的迅速增加,驾驶员素质的参差不齐,以及中国道路长期存在的混合交通特点行人在交通事故中的伤亡总数将居高不下,甚至会有上升趋势。尽管在城市交通管理中已经采取了诸如过街天桥、过街地下通道、人行横道以及交通安全岛等许多措施来保护行人的安全。这些措施也取得了很大的成效,行人伤害的绝对人数仍然十分巨大。因此如何保护行人,减轻其在与车辆发生碰撞时的伤害已经逐渐成为各国汽车安全性研究的新领域和焦点问题,行人碰撞保护是目前汽车安全性研究的最新领域。本论文主要是运用计算机技术完成人体以及车辆关键吸能部件的建模,以备今后研究使用,然后运用CAE(计算机辅助工程)软件完成模拟的行人保护测试方法中的小腿冲击器撞击保险杠的试验,得出模拟碰撞曲线。论文研究的工程应用价值在于使用CAE软件模拟行人保护碰撞测试方法中的小腿冲击器撞击保险杠的试验,得出模拟的撞击曲线,并在将来与实际试验得出的曲线做比较,找出差异之处,并以实际曲线为依据在计算机上对车辆的关键吸能部件进行修改和完善。实际试验与计算机模拟两者相辅相成,共同作用,最终目的为整车厂商提供可行的改良建议,以达到最终降低车辆对行人的伤害指数。这样既节约成本又缩短研发周期,是未来试验的发展方向。1、试验法规与研究现状1.1国内外研究现状欧洲对行人保护试验作了深入的研究,并提出了试验方法。1987年,EEVC(欧洲试验车委员会)成立了工作组WG10,负责行人保护指令中肢体模型试验的评价研究,并于1994年提交了一个评价汽车前部表面与行人碰撞的推荐试验方法;1997年EEVC又成立了工作组WG17,继续对WG10提出的试验方法进行分析研究;1998年2月,EEVCWG17综合考虑了事故统计、生物力学和试验分析领域中的新发现和新技术的应用,提出了改进后的试验方法。从"2005年12月开始,欧盟内所有汽车都要逐步配备行人保护系统。目前EEVC法规提出了三种测试类型:1)腿部模型和保险杠的碰撞试验。对于高保险杠的车辆还应该专门进行大腿模型与保险杠的碰撞试验。试验主要测量膝关节弯曲角度、膝关节剪切变形和小腿上部加速度等参数。

2)大腿模型和发动机罩前缘的碰撞试验。

试验主要测量碰

撞力和弯矩。

3)头部模块和发动机罩上表面的碰撞试验。

试验主要测量

头部损伤值HIC。试验要求每个头部模块在被认为是最容易造成伤害的部位进行九次试验。

行人碰撞保护方面的研究作为目前中国汽车安全性研究的最新领域,其主要的研究方法分为试验和计算机模拟两大方面。

试验模拟:由于目前并没有专门的行人碰撞试验假人(PedestrianDummy),EEVC提出了基于子系统试验(Sub-SystemTests)或称为部件试验(ComponentTests)的试验程序,

即采用称

之为冲击器(Impactor)的单独的试验部件对车身前部的典型部位进行碰撞试验。冲击器代表了行人身体最容易受到伤害以及伤害最严重的部位,并具有与行人相应身体部位类似的力学特性,共分为3类4种冲击器:头部冲击器,包括成人头部冲击器和儿童头部冲击器;大腿冲击器;腿部冲击器。上述4种冲击器分别代表了成人的头部、儿童的头部、成人的大腿或臀部以及成人的腿部。试验的目的是研究在车辆与行人碰撞的过程中影响行人运动的车身前部的结构性能。

计算机模拟:对行人碰撞保护研究的另一个重要手段则是计算机模拟。随着计算机技术的发展,计算机模拟在工程辅助分析中越来越占有突出的地位。以适当的理论建立人体和车辆的计算模型,可以在计算机中虚拟地呈现行人与车辆碰撞的各种工况,从而全方位地把握行人在碰撞后的运动情况以及伤害情况。而且,通过计算机模拟可以快速地了解车辆外形、尺寸的变化对行人碰撞性能的影响,大大地节约了研究的时间和费用。

2、

模型设计与建立

2.1计算机模拟技术汽车实际使用过程中发生碰撞时,汽车的运动轨迹以及车内乘员的运动状态往往十分复杂,因此运动方程式的建立和求解也很复杂。由于碰撞过程中,人和车的运动规律不同,再加上碰撞激烈时车身发生大变形并引起仪表板、前围板等零部件缩入乘客室内,减少了人体与室内物体的距离,也使问题求解复杂化。因此,汽车碰撞的计算机模拟研究一般包括以下三个方面内容:(1)用有限元方法研究汽车碰撞过程中车身、车架变形及动态响应;(2)研究人体在多种碰撞条件下的响应;(3)多体动力学计算。与之相关的最基本的也是最复杂的工作是建立能真实反映实际碰撞过程的数学模型。目前数学建模主要涉及以下研究领域:

(1)建立适用于不同碰撞条件(正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞等)下的车体动力学模型,包括各种汽车部件模型;

(2)建立体现不同人体特征和动力响应特性的假人模型;

(3)建立人体局部结构的生物力学模型;

(4)建立汽车安全系统模型。

2.2模型设计与建立

97福建电脑2010年第2期(下转第106页)2.2.1模型设计依据本论文小腿模型设计依据为欧洲新车评价程序-行人保护测试方法(EUROPEANNEWCARASSESSMENTPRO-GRAMME-PEDESTRA-IANTESTINGPROTO-COL)

中的小腿冲击锤撞

击保险杠的试验。

小腿冲击保险杠实验要求用13.4kg的冲击锤模拟人的腿,(见图1

小腿腿形冲击器)冲击锤由两段刚体组成,中间用可变形的金属棒连接,代表膝关节。小腿自由飞行至少700mm后以40公里/小时的速度垂直撞击车辆前部保险杠。要进行的三次试验,

第一次撞击保险杠中间的1/3区域,另两次分别撞击两侧的1/3

区域。要求膝部弯曲角不大于15°、剪切位移不大于6mm、小腿加速度不大于150g

2.2.2模型设计方案本论文的小腿模型建立的使用软件为Altair

Engineering公司出品的HyperMesh软件。

HyperMesh是一个高性能的有限元前后处理器,可以用它建立有限元模型、观察计算结果和进行数据分析。对于一个模型的处理大致可分为以下几个步骤:

·创建原始模型·几何清理·建立Materialcollectors输入材料参数·生成网格根据EEVC(欧洲车辆安全促进委员会)对小腿冲击器的要求,参考TRL公司的冲击器实物,所建立的小腿冲击器有限元模型如图2所示。

3、

模型导入与计算

3.1模型导入软件LS-DYNA的发展与汽车碰撞仿真是密不可分的。在20世纪60年代和70年代中,显示有限元程序在美国能源部实验室开发出来,各种算法已开始成熟,如显式积分、壳单元和接触算法等。在20世纪80年代中期建立第一个整车碰撞模型并进行了计算。由于超级计算机(Gray)的发展使碰撞仿真在工业方面的应用成为可能。在近20年内,汽车碰撞仿真得到了迅速发展,

今天它已完全作为一个必不可少的工具整合在汽车产品设计开发当中,如果没有强大的CAE技术支持,产品可能毫无竞争优势可言。

在汽车行业CAE仿真分析快速增长的需求和机遇主要是受到法规的驱动,如在1985-2002年之间,法规试验要求差不多增加了20倍。其次是从1985年以来软件和计算机硬件的迅速发展和汽车厂商对计算机资源的广泛应用。还有就是汽车厂商由于市场竞争优势需要,要求设计周期缩短。受到物理样机昂贵,试验能力有限及CPU时间价格的降低等原因,促使汽车行业CAE仿真分析快速增长。

3.2模型导入计算结果经过前阶段HyperMesh的处理,最后可将模型导入LS-

DYNA软件进行计算,得出模拟曲线。

整个碰撞试验大概在0ms-200ms就已完成,而小腿冲击试验冲击距离短速度快,所以此次计算大约持续60ms即足以满足整个试验

经过计算后得到的波形如图3,4,5所示:

图3胫骨加速度波形图4膝关节剪切位移波形图5膝关节弯曲角波形其中胫骨最大加速度为173.52g,膝关节最大剪切位移为3.

56mm,膝关节最大弯曲角度为25.25°。

4、

结论

本文的研究工作主要是分析了某车型的EuroNCAP小腿保护性能,通过使用HyperMesh软件完成小腿冲击器的建模,并将完成的模型导入LS-DYNA软件进行计算的出最终的模拟曲线。

参考文献:

[1]陈家瑞.汽车构造[M].北京:人民交通出版社,2003[2]钟志华.汽车碰撞安全技术[M].北京:机械工业出版社,2002[3]黄世霖.汽车碰撞与安全[M].北京:清华大学出版社,2000[4]谢书港.基于行人保护头部碰撞的发罩设计方法[A].见:2008中国汽车技术国际研讨会.暨中国汽车工程学会第十一届汽车安全技术年会[C][5]马美林.基于行人腿部碰撞保护的车身概念设计[A].见:2008中国汽车技术国际研讨会.暨中国汽车工程学会第十一届汽车安全技术年会[C][6]黄美萍.汽车碰撞中行人保护法规的解读[A].见:2008中国汽车技术国际研讨会.暨中国汽车工程学会第十一届汽车安全技术年会[C]

[7]王金淘.行人碰撞保护试验及评价方法研究[A].见:2008中国汽车技术国际研讨会.暨中国汽车工程学会第十一届汽车安全技术年会[C]

[8]黄伟智.行人碰撞防护之分析改良研究[A].见:2008中国汽车技术国际研讨会.暨中国汽车工程学会第十一届汽车安全技术年会[C]

[9]XinYang.EffectofStressSofteninginBumperFoamsonPedestrianLegformImpact[A].见:2008中国汽车技术国际研讨会.暨中国汽车工程学会第十一届汽车安全技术年会[C]

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