碰撞模拟仿真技术的发展
汽车碰撞模拟仿真分析的研究进展
汽车碰撞模拟仿真分析的研究进展近年来，随着汽车行业的快速发展和技术的不断突破，汽车碰撞模拟仿真分析成为了研究和发展的热点领域。
本文将探讨汽车碰撞模拟仿真分析的研究进展，从模拟软件的发展、仿真方法的改进以及实验验证的重要性等方面来进行阐述。
一、模拟软件的发展随着计算机技术的不断发展，汽车碰撞模拟仿真软件也在不断地更新和升级。
目前，市场上出现了许多专业的模拟软件，如LS-DYNA、ANSYS、PAM-CRASH等。
这些软件采用了先进的数值计算方法，能够准确地模拟汽车碰撞时的各种物理过程，包括车辆结构的变形、应力分布以及碰撞速度、角度等参数的变化。
通过模拟软件的应用，研究人员可以事先预测碰撞事故对车辆和乘员的影响，从而指导车辆设计和安全系统的改进。
二、仿真方法的改进为了提高汽车碰撞模拟仿真的准确性和可靠性，研究人员不断改进仿真方法。
一种常用的方法是有限元分析法，它基于对车辆结构的离散化和连续性假设，通过求解非线性方程组得到碰撞过程中的应力和变形情况。
此外，还有基于计算流体力学的方法，用于模拟碰撞时的气囊展开、风阻和空气动力学等问题。
这些方法的使用使得汽车碰撞仿真的精度得到了显著提高，为车辆设计和碰撞安全评估提供了可靠的依据。
三、实验验证的重要性尽管汽车碰撞模拟仿真可以提供详细的结果和预测，但实验验证仍然是必不可少的环节。
只有通过实车碰撞试验的数据与仿真结果的对比，才能验证模拟结果的准确性，并对模型和算法进行修正和改进。
因此，建立合适的实验样本和测量方法，进行准确的数据采集和分析，对于汽车碰撞模拟仿真研究至关重要。
同时，实验验证还能提供更多细节和现场条件，丰富汽车碰撞仿真模型的参数设置，从而提高模拟结果的可靠性。
四、应用领域的拓展汽车碰撞模拟仿真不仅仅应用于车辆设计和安全评估领域，还被广泛应用于其他相关领域。
例如，在交通事故重建中，可以通过模拟仿真来还原事故发生的过程和车辆受损情况，并辅助法医和交通警察进行事故的责任认定。
汽车碰撞仿真技术研究
汽车碰撞仿真技术研究近年来，汽车碰撞仿真技术被广泛应用于汽车设计、安全评价以及事故重建等领域。
这一技术的研究取得了显著的进展，成为汽车行业发展的重要方向之一。
一、汽车碰撞仿真技术的基本原理汽车碰撞仿真技术是指利用数值模拟方法，对汽车与障碍物间的碰撞过程进行模拟与计算。
其基本原理是通过一定的理论分析与计算方法，建立汽车碰撞过程的物理模型和计算模型。
通过模拟计算，获得汽车后续运动轨迹、车身变形、速度变化等多个参数，进而进行事故评估和设计验证。
二、汽车碰撞仿真技术的优点与传统的试验方法相比，汽车碰撞仿真技术具有许多优点。
首先，汽车碰撞仿真可以大大降低汽车试验成本和试验时间。
其次，由于试验过程的不可控性，传统的试验方法难以精确地模拟碰撞场景，而仿真技术能够模拟更多更真实的情况，准确预测碰撞后车辆的状态。
此外，汽车碰撞仿真技术还可以对不同方案进行快速比较，为汽车设计提供全面的技术支持。
三、汽车碰撞仿真技术的应用早期，汽车碰撞仿真技术主要应用于汽车设计。
但随着汽车碰撞安全意识的提升，这一技术已广泛应用于汽车安全评价和事故重建领域。
例如，汽车碰撞仿真技术可以为汽车安全评价提供数字化的支持，检测车身变形情况、碰撞时车速与加速度等物理参数，从而判断车辆安全性能，并评估驾乘人员的伤害程度。
同时，汽车碰撞仿真技术还可用于事故重建，在复现事故现场、还原碰撞过程等方面发挥重要作用。
此外，汽车碰撞仿真技术还有许多其他领域的应用，如汽车动力学仿真、及零部件设计等。
四、汽车碰撞仿真技术面临的挑战虽然汽车碰撞仿真技术已经得到了广泛应用，但是仍然面临着一些挑战。
比如，现有的仿真模型缺乏精细化建模和多物理场交互计算，其预测精度和稳定性需要不断提高。
同时，汽车碰撞仿真技术对计算机性能和计算方法等方面的要求较高，因此研究人员需要不断更新和提升技术。
此外，由于汽车碰撞仿真技术需要大量真实数据进行模拟计算和验证，因此建立数据计算平台也是一个重要的挑战。
汽车碰撞模拟仿真分析2024
引言概述汽车碰撞模拟仿真分析是一种用于研究汽车碰撞行为和评估车辆安全性能的有效工具。
通过模拟仿真分析，可以预测车辆碰撞时的动力学响应、车辆结构变形、乘员保护性能等重要参数，从而为车辆设计和安全评价提供依据。
本文将从不同角度详细分析汽车碰撞模拟仿真分析的相关内容。
正文内容1. 碰撞模拟仿真的意义和优势1.1 碰撞模拟仿真的意义碰撞模拟仿真可以在物理实验之前对车辆性能和安全性进行全面有效的评估，为车辆设计提供指导和改进方向。
1.2 碰撞模拟仿真的优势碰撞模拟仿真可以大幅度节省成本和时间，减少人力资源和实验设备的消耗，同时可以对碰撞过程中的细节进行深入分析。
2. 碰撞模拟仿真的基本原理和方法2.1 碰撞模拟仿真的基本原理碰撞模拟仿真基于有限元法和多体动力学原理，通过对车辆和碰撞体建立的数学模型进行求解，得出车辆碰撞时的动力学响应和结构变形。
2.2 碰撞模拟仿真的基本方法碰撞模拟仿真的基本方法包括车辆建模、材料特性建模、约束条件设定、求解模拟过程和结果分析等。
3. 碰撞模拟仿真的关键技术与挑战3.1 车辆碰撞行为建模车辆碰撞行为建模是碰撞模拟仿真的关键技术之一，需要考虑车辆的刚体运动、车辆结构变形和碰撞力的传递等因素。
3.2 材料特性建模材料特性建模是碰撞模拟仿真中的关键技术之一，需要准确描述车辆结构材料的力学行为，即材料的本构关系和损伤模型。
3.3 碰撞力传递与刚体运动碰撞力传递与刚体运动是碰撞模拟仿真中的关键技术之一，需要准确计算车辆碰撞过程中的力学响应，包括碰撞时间、碰撞角度和碰撞动量等。
3.4 界面接触与摩擦界面接触与摩擦是碰撞模拟仿真中的关键技术之一，需要准确描述车辆和碰撞体之间的接触行为和摩擦特性，包括接触力和接触面积等。
3.5 解算算法与计算效率解算算法与计算效率是碰撞模拟仿真中的关键技术之一，需要选择合适的数值方法和算法，提高仿真计算的精度和效率。
4. 汽车碰撞模拟仿真的应用领域4.1 车辆设计与优化汽车碰撞模拟仿真可以帮助车辆制造商进行车辆设计和优化，提高车辆的安全性和性能。
汽车碰撞模拟仿真分析在智能驾驶技术中的应用
汽车碰撞模拟仿真分析在智能驾驶技术中的应用智能驾驶技术作为汽车产业的重要创新方向，正在迅速发展并取得显著成果。
其中，汽车碰撞模拟仿真分析在智能驾驶技术研究中扮演了重要角色。
本文将深入探讨汽车碰撞模拟仿真分析在智能驾驶技术中的应用，并分析其优势和挑战。
1. 研究背景随着智能驾驶技术的快速发展，提高汽车碰撞安全性成为了重要的研究方向。
然而，传统的实验和测试方式受到很多限制，如费时、费力以及样本容量受限等。
因此，汽车碰撞模拟仿真分析技术应运而生，为改善碰撞安全性提供了一种高效、经济且可行的方法。
2. 汽车碰撞模拟仿真分析的原理汽车碰撞模拟仿真分析利用计算机技术和虚拟仿真技术，通过建立精确的数学模型和力学模型，模拟车辆在不同碰撞情况下的动态行为和响应过程。
通过对汽车的结构和材料进行仿真分析，可以快速模拟多种复杂碰撞情景，并评估车辆在碰撞过程中的变形、应力和应变等参数，为智能驾驶技术的设计和开发提供科学依据。
3. 3.1 车辆结构设计优化利用汽车碰撞模拟仿真分析技术，可以对车辆的结构进行有效优化。
通过改变不同部位的设计参数，例如材料、几何形状等，可以预测车辆在不同碰撞条件下的响应情况，并找到最佳的设计方案。
这有助于提高车辆的碰撞安全性，减少受伤和伤亡风险。
3.2 碰撞预警和自动紧急制动系统碰撞预警和自动紧急制动系统是智能驾驶技术中重要的安全辅助功能。
通过汽车碰撞模拟仿真分析，可以评估不同碰撞情况下的制动效果，并进行系统参数的优化。
这有助于提高车辆的碰撞预警和制动响应准确性，减少事故风险，保护车辆乘员的生命安全。
3.3 自动驾驶系统的安全性评估在智能驾驶技术中，自动驾驶系统是关键的核心技术之一。
汽车碰撞模拟仿真分析可以对自动驾驶系统进行安全性评估。
通过模拟不同交通场景和碰撞情况，检验自动驾驶系统的性能和响应能力。
这有助于发现潜在问题和风险，进一步完善自动驾驶系统的设计和算法。
4. 潜在优势和挑战4.1 优势汽车碰撞模拟仿真分析具有效率高、成本低的特点。
汽车碰撞模拟仿真分析在车辆设计中的重要性
汽车碰撞模拟仿真分析在车辆设计中的重要性在车辆设计中，汽车碰撞模拟仿真分析扮演着重要的角色。
通过对车辆在不同碰撞场景下的响应和表现进行模拟，可以评估其安全性能，并对设计进行优化。
本文将探讨汽车碰撞模拟仿真在车辆设计中的重要性，并介绍其应用和优势。
一、背景介绍汽车行业的发展离不开车辆的安全性能和设计。
随着车辆制造技术的不断进步和交通事故的频发，人们对车辆安全性能的要求越来越高。
传统的试验方法昂贵且耗时，为了降低成本和提高效率，汽车碰撞模拟仿真应运而生。
二、汽车碰撞模拟仿真的原理汽车碰撞模拟仿真通过对车辆结构、材料、碰撞情景等进行建模，并运用数值计算和仿真软件进行计算分析。
通过模拟不同的交通事故场景，如正面碰撞、侧面碰撞等，可以评估车辆各部件的受力情况、形变情况以及将车辆内部变形传递给乘客/驾驶员的情况。
三、汽车碰撞模拟仿真的应用1. 安全性能评估：通过模拟不同碰撞情境，汽车碰撞模拟仿真可以评估车辆在事故中的安全性能。
如何保证驾驶员和乘客的人身安全，减少受伤和死亡的风险，是许多汽车制造商和设计师非常关注的问题之一。
通过模拟分析，可以发现并解决潜在的安全问题，如车身刚度、气囊效果、座椅设计等。
2. 材料和结构优化：汽车碰撞模拟仿真可以帮助设计师评估和优化车辆的结构和材料。
根据仿真结果，设计师可以调整材料的选择和厚度，优化车辆各部件的结构，以提高车辆的抗压能力和抗撞性能。
3. 新技术和创新验证：随着科技的发展，新的材料、新的技术和新的设计理念在汽车行业中不断涌现。
汽车碰撞模拟仿真可以帮助验证这些新技术和创新的可行性和有效性，以确保它们符合安全和性能标准。
四、汽车碰撞模拟仿真的优势1. 成本效益：相比传统的试验方法，汽车碰撞模拟仿真可以大大降低成本。
试验方法需要大量的实验样品和试验设备，耗费大量资金和时间。
而模拟仿真只需要计算机和软件，成本较低且更加高效。
2. 安全性能评估：汽车碰撞模拟仿真可以对车辆的安全性能进行全面和准确的评估。
汽车碰撞模拟仿真分析与车辆被动安全技术的发展趋势
汽车碰撞模拟仿真分析与车辆被动安全技术的发展趋势随着汽车行业的不断发展和人们对安全性能要求的提高，汽车碰撞模拟仿真分析和车辆被动安全技术逐渐成为汽车设计和制造领域中不可或缺的一部分。
本文将探讨汽车碰撞模拟仿真分析的作用、方法和优势，并分析车辆被动安全技术的发展趋势。
第一部分：汽车碰撞模拟仿真分析的作用汽车碰撞模拟仿真分析是一种通过计算机模拟汽车在不同碰撞情况下受力和变形的过程。
通过模拟碰撞过程，可以全面了解汽车在不同速度和角度的碰撞下的变形情况，进而评估车辆的安全性能。
碰撞模拟仿真分析可以帮助汽车设计师优化车辆的结构和材料，提高汽车的抗碰撞性能，以保护乘车人员的生命安全。
第二部分：汽车碰撞模拟仿真分析的方法汽车碰撞模拟仿真分析主要采用有限元分析方法，该方法是一种数值计算方法，通过将汽车的结构划分成许多小的有限元单元，利用数学方程模拟汽车碰撞时的受力情况。
有限元分析方法可以准确地计算出汽车受力和变形的情况，为汽车设计和改进提供可靠的数据支持。
第三部分：汽车碰撞模拟仿真分析的优势与传统的实验测试方法相比，汽车碰撞模拟仿真分析具有以下几个优势：1. 节省时间和成本：传统的实验测试需要大量的时间和成本，而碰撞模拟仿真分析只需要在计算机上进行模拟，可以快速得出结果，大大提高了工作效率。
2. 数据准确性高：模拟仿真分析可以通过各种输入参数来模拟真实的碰撞情况，可以得到更为准确的受力和变形数据，提供了更可靠的依据。
3. 设计优化性能好：通过碰撞模拟仿真分析，可以对车辆的结构和材料进行优化设计，提高车辆的抗碰撞性能，提升车辆的安全性能。
第四部分：车辆被动安全技术的发展趋势随着汽车工业的不断发展和技术的不断革新，车辆被动安全技术也在不断进步和完善。
以下是车辆被动安全技术发展的几个趋势：1. 智能化技术：随着人工智能和传感器技术的发展，车辆被动安全技术越来越注重智能化。
例如，智能制动系统和智能安全气囊系统可以通过传感器感知碰撞情况并及时做出反应，提高车辆的安全性能。
汽车碰撞测试技术综述
汽车碰撞测试技术综述车祸是我们生活当中非常常见的一种事故，而汽车碰撞测试就是为了保证汽车在发生车祸时能够更好地保护乘客的生命安全和财产安全而开发的一种技术。
本文将综述现代汽车碰撞测试技术的发展历程、测试标准和研究进展等方面的内容。
一、汽车碰撞测试技术的发展历程汽车碰撞测试技术的起源可以追溯到20世纪初期，当时的测试主要是通过实际的车辆撞击来进行，但是这种方式显然过于危险，也难以得到理想的结果。
在20世纪50年代，美国开始对汽车碰撞测试技术进行系统研究，但是当时的测试还非常原始，主要是通过一些简单的实验来进行模拟。
到了70年代，随着计算机技术和工程力学的发展，汽车碰撞测试技术也得到了长足的进展，开始出现了现代化的测试设备和标准化的测试方法。
二、汽车碰撞测试的标准和测试方法汽车碰撞测试的标准主要有欧洲标准、美国标准和中国标准等。
欧洲标准主要是由欧洲联盟提出，其中包括了对车辆安全性能的多项测试标准，如正面碰撞测试、侧面碰撞测试、滚翻测试等。
而美国标准主要是由美国政府制定的联邦安全标准（Federal Motor Vehicle Safety Standard，FMVSS）所规定的。
中国标准则是由国家质量监督检验检疫总局制定的GB标准。
汽车碰撞测试的方法主要有两种，一种是实际碰撞测试，另一种则是数值仿真测试。
实际碰撞测试的优点在于能够更真实地模拟车辆在实际交通事故中的情况，但缺点也很明显，测试成本较高，测试时风险较大。
而数值仿真测试则是利用计算机软件进行模拟，可以精准地得出车辆在碰撞中的受力及变形情况，是目前应用最广泛的测试方法。
三、汽车碰撞测试技术的研究进展随着现代汽车碰撞测试技术的不断发展，测试精度和测试方法也在不断得到改进。
例如，现有的实际碰撞测试主要针对的是车辆上部的变形，而对于车底的变形则重视不够，为了更好地模拟实际交通事故的情况，日本、欧洲和美国等地的相关研究者们纷纷开始设计更细致的测试设备和更严格的测试标准，以更全面地考虑车辆在碰撞中的变形情况。
汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计
汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计近年来，汽车碰撞事故频发，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
为了提高汽车碰撞安全性能，许多汽车制造商和研究机构纷纷投入了大量精力进行汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计研究。
本文将探讨汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计的意义、方法以及未来发展方向。
汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计是通过使用计算机软件模拟和分析汽车碰撞事故的发生过程，并根据仿真结果对安全系统进行优化改进的过程。
这一过程的目的是使汽车在碰撞事故发生时具备更好的保护乘车人的能力，最大限度地减少事故对人体的伤害。
汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计具有重要的意义。
首先，借助仿真技术，研究人员可以在事故未发生的情况下，通过模拟不同碰撞情境，评估汽车在碰撞时的受力情况和乘车人的生命安全状况，从而为汽车设计提供指导。
其次，通过仿真与优化设计，可以避免传统试验过程中的高成本与长周期，提高研发效率和降低成本。
此外，仿真技术还能够为汽车碰撞安全系统的优化设计提供更多思路和可能性。
汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计主要基于计算机辅助工程技术。
研究人员通常会使用有限元分析方法来建立汽车碰撞事故的数值模型，通过数值求解的方式得到汽车在碰撞过程中的位移、应力和应变等重要参数。
同时，采用优化算法对碰撞安全系统进行改进与优化，以提高汽车在事故中的防护性能。
在仿真与优化设计过程中，还需要考虑乘车人的生理特征和人体力学响应，以确保设计的安全系统能够更好地适应不同乘车人的需求。
与此同时，汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计也面临着一些挑战。
首先，模型的准确性是一个关键问题，模型越精细，仿真结果就越可靠，但同时也会增加计算复杂度。
其次，对碰撞事故的仿真与优化设计需要大量的实验数据进行辅助，不仅需要对实际事故进行现场调查，还需要进行车辆碰撞试验等实验室测试。
此外，汽车碰撞安全系统的仿真与优化设计需要与其他汽车设计要素相互匹配，例如车身设计、零部件选用等，以实现整车的综合性能提升。
汽车碰撞模拟仿真分析的发展趋势与挑战
汽车碰撞模拟仿真分析的发展趋势与挑战随着汽车工业的快速发展，汽车安全问题越来越被重视。
碰撞测试一直是评估汽车安全性能的重要手段之一，而汽车碰撞模拟仿真分析则成为了一种经济高效、快速准确的技术手段，为汽车安全设计提供了重要的参考。
I. 碰撞模拟仿真的意义与优势碰撞模拟仿真是利用数值计算方法模拟车辆在不同碰撞条件下的动态响应过程，通过对车辆各部件的应力、变形等参数进行分析，评估车辆在碰撞过程中的安全性能。
碰撞模拟仿真具备以下几个显著的优势：1. 成本节约：传统的碰撞试验需要大量车辆、人力、时间和经济成本，而碰撞模拟仿真则可以通过计算机模拟替代实际试验，大幅降低开发成本。
2. 时间效率：碰撞试验通常需要多次试验才能优化设计，而碰撞模拟仿真可以通过快速反馈结果进行多次迭代，极大地缩短了研发周期。
3. 安全性：在实际碰撞试验中，车辆及乘客面临一定的风险，而碰撞模拟仿真是在虚拟环境下进行，不存在此类风险，更能保障测试人员的安全。
4. 实验灵活性：碰撞模拟仿真可以对车辆在不同时间、不同角度、不同环境下的碰撞响应进行研究，实现碰撞试验无法达到的多样性。
II. 汽车碰撞模拟仿真的发展趋势1. 多物理场耦合仿真：未来的汽车碰撞模拟仿真将更加注重多物理场的耦合，如机械、声学、热传导等，以更全面、真实地还原碰撞过程中的复杂物理现象。
2. 大数据支持：随着各类传感器的广泛应用，汽车碰撞模拟仿真将面临海量的碰撞数据采集、存储、处理等技术挑战。
将借助大数据技术，提高数据的分析能力和效率，为模拟仿真提供更准确的数据支持。
3. 轻量化设计优化：汽车的轻量化设计是未来发展的趋势，碰撞模拟仿真可通过优化结构设计、材料选择等方式，对车辆轻量化的效果进行评估，进一步提高汽车的燃油经济性和碰撞安全性。
4. 软件技术创新：汽车碰撞模拟仿真离不开强大的仿真软件支持，软件技术对于模拟仿真的准确性、效率、可视化等方面起到重要作用。
因此，未来汽车碰撞模拟仿真软件的研发和创新将成为关键。
汽车碰撞模拟技术的研究与应用
汽车碰撞模拟技术的研究与应用一、引言随着汽车行业的发展，越来越多的车辆在路上行驶。
无论是在高速行驶还是在城市道路上，交通事故都时有发生。
传统的交通事故分析往往依靠现场勘查、证人询问、视频监控等手段，不仅费时费力，而且准确性有限。
而汽车碰撞模拟技术的研究与应用则可以通过计算机模拟和仿真技术，精确地模拟事故发生时的碰撞过程和变形情况，为现场事故调查提供准确的数据和参考。
二、汽车碰撞仿真技术的概述汽车碰撞仿真技术是指利用计算机模拟和仿真技术，对车辆在发生碰撞时的变形情况、内部力学性质等进行预测和分析，可以帮助人们了解车辆碰撞过程，分析影响事故结果的因素，为汽车制造商和政府等机构提供科学的安全性评价和事故分析。
汽车碰撞仿真技术可以模拟不同类型的碰撞，包括前撞、侧撞、后撞、翻车等。
同时，可以模拟不同车速、不同角度、不同碰撞对象等多种因素，以精确预测影响碰撞结果的各种因素。
三、汽车碰撞仿真技术的研究进展汽车碰撞仿真技术的研究始于20世纪80年代，当时主要使用的是有限元方法和多体系统动力学模型。
随着计算机技术和仿真技术的不断发展，现在已经广泛应用于汽车行业中。
当前主要针对以下方向进行研究：1.优化车辆结构设计，提高车辆碰撞安全性；2.提高安全气囊的效率和安全性；3.评估事故后的车辆损伤情况；4.仿真事故过程，探究影响事故结果的各种因素。
四、汽车碰撞仿真技术的应用1.汽车制造汽车碰撞仿真技术可以帮助汽车制造商在设计过程中评估车辆的碰撞安全性能，减少原型车测试和研发成本，提高车辆的安全性能。
2.政策制定政府制定交通安全政策时，需要参考汽车碰撞仿真技术的分析结果，以制定更加科学合理的政策。
3.事故调查事故现场证据往往不充分，汽车碰撞仿真技术可以根据现场数据模拟事故过程，重建事故发生时的损伤情况和车辆状态，为事故调查提供科学的依据。
4.汽车安全教育汽车碰撞仿真技术可以以直观生动的方式展示事故发生过程和受伤情况，对提高公众安全意识具有积极意义。
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目录
1
2 3
汽车碰撞模拟仿真技术简介
碰撞模拟仿真的实现
实例分析
。。。
概念设计
制造工程 设计 产品工程设计 汽车碰撞模拟仿真是基于计算机仿真软件，通过一定的数学 关系，在给定若干已知参数的情况下，模拟汽车碰撞过程， 对车身主要结构部件的碰撞变形及其它物理量的碰撞变化特 性进行较为详细的分析讨论，探讨提高汽车结构变化对车身 碰撞生存空间的影响；从而预测汽车结构设计缺陷，提出切 实可行的改进措施指导产品研发，使设计结构的缓冲吸能装 置、材料和构件截面和形状等方面能够满足法规要求的一种 技术。
改进方案：地板纵梁
车身地板纵梁的原设计方案和改进方案见图 6。为比较它 们之间纵向变形的大小, 分别对这两个方案进行了碰撞仿真分 析。 由仿真结果可知, 原方案的地板纵梁圆弧过渡区域在碰撞 过程中产生了扭曲、挤压等塑性变形, 显得较为薄弱; 改进方 案将纵梁加强梁延伸至纵梁的整个长度, 增加了地板纵梁圆弧 过渡区域的刚度, 使该部位的变形形态有较大好转。原方案在 纵梁圆弧过渡区域处的纵向位移值为 140 mm; 采用改进方案 后,该处的纵向位移值则降为 110 mm, 减少了 21.4 %
建立几何模型 产生节点单 元形成网络 给定模型载荷，边界条件， 并施加约束等 对模型求解 结果分析 否
模型修改
碰撞性能是 否满足要求
是 结束
图：碰撞有限元法分析一般过程
有限元的特点
1.
2.
3.
4.
特点
特点
特点
特点
费用低廉，一个 输出结构上的任 模型能用来进行 意点的碰撞相关 无数次的膨胀分 信息，如位移， 加速度等，而有 析而不损坏 些结果是实验无 法得到的
汽车碰撞的商业化软 件不断完善开发出了 许多成熟的用于碰撞 模拟的成熟商业软件 包，已经部分取代实 验室的工作
研究内容
1
事故再现
2
研究内容
碰撞受害模拟
3
汽车结构抗撞性模拟
汽车碰撞受害者模拟的研究工作开始于60年代中期，使用的 动力学分析模型是多刚体系统模型和生物力学分析模型，分 别用来模拟人体整体动力学响应和人体局部结构伤害程度。
整车有限元模型
在某商用车驾驶室白车身有限元网格模型的 基础上, 加上动力总成、散热器、车轮、转 向机构、翻转机构、转向盘、座椅、制动油 缸以及暖风机等汽车前部主要总成的三维实 体模型, 建立了整车碰撞模拟分析的有限元 模型( 图 1)。仿真分析模型不包括车箱、玻 璃和车身内饰件等。
仿真结果及讨论
仿真设计
碰撞模拟仿真技术的发展
1988年西安公 路交通大学建 立“刚体+弹簧 阻尼”数学模 型
60年代 在美国 兴起
发展历程
1.
2.
3.
80年代
90年代
目前
Cray等巨型机的出现 和显式积分理论的成 熟开始研究对整车的 耐撞有限元分析
汽车碰撞的商业化软 件不断完善普通的个 人计算机也可以进行 碰撞仿真分析
• 整车碰撞
• 图 2 为整车碰撞仿真前 50ms 变形结果。
仿真结果及讨论
• 车身碰撞
• 图 3 为车身碰撞变形仿真结果。
仿真结果及讨论
• 碰撞车身变形
• 汽车碰撞试验车身变形的测点位置见图 4, 采用三坐 标测量得到的驾驶室左侧碰撞前、后变形情况见图 5, 表 1 为车身碰撞变形结果, 表 2 为车身内乘员生存空 间计算及试验结果。
有限元法的基本思想是：把连续结构（连续体）划分为有限个节 点连接而成的离散结构。单元内节点的位移、应力等物理量系通过 特定的函数关系插值求得。再根据力学理论的变分原理或其他方法 建立单元内节点位移与未知量之间的平衡方程式，然后将各个单元 用“集总”方法组装到一起，构成节点位移为基本未知量的代数方 程组，缴入响应的载荷、约束等边界条件即可求出问题的解。
事故再现研究的内容是： 在汽车事故发生后，由 汽车的最终位置开始， 运用按经验建立的运动 学和动力学模型往回推 算，即反向经由碰撞后 阶段~碰撞阶段~碰撞 前阶段，使事故的情况 在时间和空间上得以重 现，对交通事故的原因 和结果作出公正的解释， 有利于协助相关执法管 理部门开展工作 。
汽车结构抗撞性模拟的动力学分析模型是非线性大变形有限 元模型。有限元模型的优点在于能真实地描述结构变形，适 用于建立汽车结构模型及人体局部结构的生物力学分析模型。
单元类型
材料模型
接触分析 接触分析 功能 功能
NSYS／LS—DYNA 程序功能
NSYS／LS—DYNA文件系统
1.控制方程
5、时间积分和 时间步长控制
NSYS LS—DYNA ／
2、空间有限元 离散化
6、材料模型的 应力修正
3、单元计算的 单点高斯积分
基 本 理 论
7、单元类型及其 算法特点
仿真结果分析与讨论
由表 1 可见, 在多数测点位置上, 模拟仿真结果与试验 值在变形趋势和数据水平上较一致。在个别测点上存在差 异的原因是: 仿真模拟计算未考虑前窗玻璃、仪表板、车 身前部内饰件等前部结构件,造成前部变形仿真结果比试 验值大; 仿真模拟计算还未考虑车身底部内饰件, 造成了底 部变形仿真结果比试验值大、后上部变形仿真结果比试验 值小的情况。 在表 2 中, a 为转向柱与座垫前端的水平距离,仿真分 析时主要根据该值的变化来检验乘员生存空间的大小。仿 真分析得到碰撞前的该值约为 275mm, 碰撞后为 153 mm。 对于表 2 中的 b 和 c, 分析结果与试验值吻合较好。
能够多次地，重 修改方便、省时， 复和再现零部件 当结构改变时， 的碰撞变形过程，只需要修改模型 方便设计人员对 中的相关参数既 结构的观察、分 可以进行再次的 析和改进 碰撞分析，便于 多余方案的快速 分析和比较
LS—DYNA3D
NSYS／ LS—DYNA
ASH
碰撞模拟仿真 常用软件
4、沙漏模型控制
8、接触-碰撞 界面算法
实例分析：商用车正面碰撞模拟仿真
方法： 一般都采用显式全降阶积分有限元算法； 仿真软件： LS- DYNA软件；
汽车正面碰撞时, 主要吸能结构件的碰撞属于薄壁构 件和钣金件的压塌、失稳、撕裂、弯曲失效等非线性大变 形吸能过程, 这种结构在计算时要同时考虑材料类型、几 何形状、接触方式和摩擦因数等多种非线性因素的影响。 按照 ECE R29 规定的条件, 对某商用车进行正面碰撞 模拟分析时, 采用的碰撞运动部件为摆锤, 摆锤质量为 1 570 kg。根据碰撞能量为 30 kJ 的要求,通过对摆锤施加角 速度运动来实现摆锤与车身之间的碰撞过程仿真。