ABAQUS碰撞分析经典案例:保险杠撞击刚性墙.doc

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1、碰撞分析案例:保险杠撞击刚性墙-------ABAQUS/Explicit显式非线性碰撞分析案例:保险杠撞击刚性墙案例关注重点:焊接和撞击有限元分析模型的定义案例背景随着科学技术的发展,汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具。但当今由于交通事故造成的损失日益剧增,研究汽车的碰撞安全性能,提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。目前国内外许多著名大学、研究机构以及汽车生产厂商都在大力研究节省成本的汽车安全检测方法,而汽车碰撞理论以及模拟技术随之迅速发展,其中运用有限元方法来研究车辆碰撞模拟得到了相当的重视。而本

2、案例就是取材于汽车碰撞模拟分析中的一个小案例―――保险杠撞击刚性墙。案例分析本案例的几何模型是通过导入已有的*.IGS文件来生成的(已经通过专用CAD软件建好模型的),共包括刚性墙(PART-wall)、保险杠(PART-bumper)、平板(PART-plane)以及横梁(PART-rail)四个部件,该分析案例的关注要点就是主要吸能部件(保险杠)的变形模拟,即发生车体碰撞时其是否能够对车体有足够的保护能力?其是否能够将撞击瞬间的动能转化为内能吸收掉以保护驾驶等人员的安全?作者这里根据具体车体模型建立了保险杠撞击

3、刚性墙的有限元分析模型,为了节省计算资源和时间成本这里也对保险杠的对称模型进行了简化,详细的撞击模型请参照图49所示,撞击时保险杠分析模型以2000mm/s的速度撞击刚性墙,其中分析模型中的保险杠与平板之间、平板与横梁之间不定义接触,采用焊接进行连接,对于保险杠和刚性墙之间的接触采用接触对算法来定义。分析模型中各部件的材料参数:刚性墙的材料密度为7.83×10-9,弹性模量为2.07×105,泊松比为0.28;保险杠、平板以及横梁的材料密度为7.83×10-9,弹性模量为2.07×105,泊松比为0.28,塑性应力

4、-应变数据表:2100.03000.03093140.04093250.053900.1514380.3015050.7015270.91本例单位制为:ton、mm、s。14.4.3案例求解1.定义部件(Part)第一步启动ABAQUS/CAE,创建一个新的模型数据库,重命名为Thecrashsimulation,保存模型为Thecrashsimulation.cae。第二步通过导入已有的*.IGS文件来创建各个部件,在主菜单中执行【File】4【Import】4【Part】命令,选择随书光盘中的bumper_as

5、m.igs文件,弹出【CreatePartFromIGSFile】对话框如图50所示,根据图50所示设定RepairOptions和Topology的相关选项,其它参数默认,单击【Ok】按钮,可以看到在模型树中显示了导入的部件bumper_asm。第三步从Module列表中选择Part,进入Part模块,通过鼠标左键选择模型树中模型Parts(1)下面的bumper_asm部件,并单击鼠标右键选择Copy命令,弹出PartCopy对话框如图51所示,在PartCopy对话框提示区中输入bumper,并在CopyOp

6、tions中选择Separatedisconnectedregionsintoparts选项,单击【Ok】按钮完成导入几何模型四个部件的分离,这时我们可以看到模型树上模型Parts(1)下有五个部件,分别为bumper_asm、bumper_1、bumper_2、bumper_3、和bumper_4,选择bumper_asm部件单击鼠标右键并选择Delete命令删除此部件,此时模型Parts(1)下只剩下了四个部件,分别为bumper_1、bumper_2、bumper_3、和bumper_4,将部件bumper_

7、1、bumper_2、bumper_3、和bumper_4分别对应更名为wall(刚性墙)如图51所示、bumper(保险杠)如图52所示、plane(平板)如图53所示和rail(横梁)如图54所示。2.定义材料属性(Property)第四步从Module列表中选择Property,进入Property模块,单击工具箱中(CreateMaterial),弹出【EditMaterial】对话框,输入材料名称Material-wall,执行【General】4【Density】,输入材料密度7.83E-9,执行【Me

8、chanical】4【Elasticity】4【Elastic】,输入弹性模量2.07E3,泊松比0.28,单击【OK】按钮,完成材料Material-wall的定义;继续创建另外一种材料,材料名称为Material-bumper-plane-rail(三种材料的参数数据是完全一样的),执行【General】4【Density】,输入材料密度7.83E-9,

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