使用LS-Dyna进行整车碰撞分析的基本流程
3 后处理
计算得到结果文件后,需要通过后处理来显示需要的数据。常用的后处理软件有hyperview、hypergragh、LS-PrePost等。对于正碰来说,需要的数据主要有碰撞动画,加速度曲线,前围板侵入量,方向盘、踏脚板和A柱后退量等。
3.1 碰撞动画
碰撞动画显示了碰撞的整个过程。通过动画,可以判断车辆各个部件的结构和位置等是否合理。比如,吸能盒和前纵梁是否压溃。如果没有,说明能量吸收不充分。
3.2 加速度曲线
加速度曲线决定了乘员的受伤情况。在整车碰撞的分析中,是不考虑乘员的;但是在约束系统的分析中,需要在整车中加入假人模型,模拟乘员的受伤情况,伤害值决定了车辆的评分。
4 整车碰撞分析,约束系统分析和试验的关系
整车碰撞分析和约束系统分析都属于模拟,而模拟的目的,是在试验中获得更多的得分。
约束系统分析,就是为了模拟试验过程,考察目前车辆能得多少分,能评几颗星。但是,如果直接进行约束系统的分析,变量就太多了,不仅要考虑车辆自身的结构,还要考虑座椅、气囊、安全带等部件,很难分析出是哪个部件导致伤害值过大。
所以,模拟分成了整车碰撞和约束系统两部分(这里暂不讨论行人保护)。首先进行整车碰撞,如果分析结果达到一定的标准,比如加速度峰值小于40g,再进行约束系统的分析。
除此之外,加速度曲线还可以和碰撞动画结合起来,通过对比来分析碰撞过程。比如,加速度曲线出现了一个小波峰,说明在这个时刻,车辆受力达到了一个峰值(F=m*a)。通过观察动画,可以知道出现峰值的原因。
前围板侵入量,方向盘、踏脚板和A柱后退量,这些分析项同样是为后面的约束系统分析做准备。因为在碰撞发生的过程中,前围板、方向盘、踏脚板等部件会与乘员产生接触,从而造成伤害。如果这些分析项符合预定标准,再进行约束系统的分析。
5 总结
和其他CAE分析一样,整车碰撞分析分成前处理,计算和后处理3个部分。前处理阶段,主要内容包括设置初速度,刚性墙,自接触,重力加速度和控制卡片等部分;计算阶段很简单,提交给LS-dyna即可,但是计算时间比较长,一般在2、3天左右;后处理阶段的主要内容包括碰撞动画,绘制加速度曲线,前围板侵入量,方向盘、踏脚板和A柱后退量等部分。
整车碰撞分析的目的,是让汽车结构达到初步标准;在符合该标准的基础上,再进行约束系统分析。通过模拟结果,预估试验中车辆的评分。