鋁蜂窩模型及其在汽車碰撞壁障數(shù)值模擬中的應(yīng)用.pdf

1、鋁蜂窩是一種優(yōu)良的高強(qiáng)度、高吸能性的輕質(zhì)材料，在多個工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車被動安全領(lǐng)域，利用鋁蜂窩材料的高吸能性，鋁蜂窩被用來制造所有汽車碰撞安全法規(guī)中的非剛性壁障。鋁蜂窩是由粘合劑按照一定規(guī)律涂刷在一剁鋁箔之間，然后將這些鋁箔拉開(膨脹)得到的。這種成型方式和結(jié)構(gòu)決定了鋁蜂窩具有非常強(qiáng)的各向異性，導(dǎo)致其復(fù)雜的變形特性。 本文提出采用殼單元構(gòu)造鋁蜂窩窩孔結(jié)構(gòu)的方法，建立了等比例鋁蜂窩大變形有限單元模型，對鋁蜂窩的異面、

2、共面和剪切動力加載進(jìn)行了模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高度吻合，從而證明這種了方法的有效性。為控制鋁蜂窩數(shù)值模型的規(guī)模，使其達(dá)到工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，本文采用了擴(kuò)大鋁蜂窩窩孔孔徑的方式，建立了大比例鋁蜂窩有限單元模型并對其進(jìn)行了變形模式的優(yōu)化，對大比例鋁蜂窩模型的各種動力加載模擬表明，鋁蜂窩的大比例模型具有和等比例模型非常相近的性質(zhì)。 為了降低設(shè)計成本和提高效率，汽車碰撞過程的計算機(jī)仿真已經(jīng)成為汽車碰撞安全設(shè)計與改進(jìn)的重要方法和手段，因此如何

3、保證仿真的精度及準(zhǔn)確性對工程應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。汽車碰撞仿真的精度及準(zhǔn)確性除了與有限元軟件自身算法有關(guān)外，在很大程度上還依賴于仿真模型的精度，壁障模型的精度就是其中非常重要的一個方面。本文基于對鋁蜂窩大比例殼單元模型的研究，建立了用于汽車偏置前碰壁障PDB（Progressive Deformable Barrier）和ODB（Offset Deformable Barrier）的有限單元模型。所有模型都經(jīng)過碰撞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，