本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/201612/331485.htm2.3 帶假人正撞負(fù)載試驗(yàn)CAE分析
該車后排座椅中間位置的安全帶固定點(diǎn)設(shè)置在后排座椅上，發(fā)生正面碰撞時如果該位置有乘員佩帶安全帶，座椅可能會因?yàn)轭~外承受乘員的動載荷而出現(xiàn)更大的變形，導(dǎo)致乘員傷害。為提高座椅系統(tǒng)安全性能，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求：在后排中間位置放置一個HybridⅢ50百分位假人并系上安全帶，加載模擬汽車50km/h實(shí)車正面碰撞波形(圖7)進(jìn)行正撞負(fù)載試驗(yàn)，考核座椅結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和假人動態(tài)響應(yīng)。
圖7 實(shí)車正面碰撞波形
為了充分利用兩種算法的優(yōu)勢，本文中采用大變形有限元和多剛體耦合方法對帶假人的座椅負(fù)載安全性進(jìn)行CAE分析。假人、安全帶采用多剛體軟件MADYMO建模(HybridⅢ50百分位假人和3點(diǎn)式安全帶)，安全織帶采用的是三節(jié)點(diǎn)殼單元與1維彈簧單元結(jié)合的混合模型，腰帶及肩帶中段為帶寬50mm、厚1.1mm的有限元段帶，兩端分別用1維安全帶單元將背帶連接到座椅上，各段具有相同的織帶特性。在滑環(huán)處建立了安全帶滑環(huán)單元，摩擦因數(shù)設(shè)為0.3，模擬肩腰帶在帶扣滑環(huán)中上下滑動的效果。耦合計(jì)算過程如圖8所示。
采用LS-DYNA計(jì)算座椅各個部件的變形情況；采用MADYMO分析座椅、安全帶對人體的保護(hù)作用以及假人傷害響應(yīng)。耦合計(jì)算模型如圖9所示。
圖9 帶假人正撞負(fù)載試驗(yàn)耦合模型
座椅靠背變形和假人運(yùn)動見圖10。安全帶固定在60%靠背上，60%靠背同時受到試驗(yàn)樣塊的沖擊和安全帶拉力的合力，60%靠背骨架剛度較弱，變形位移超過參考面，未滿足該企業(yè)要求。
圖10 座椅靠背沖擊變形圖
圖11示出60%靠背嚴(yán)重變形區(qū)域；圖12為中支架變形前后的對比圖。由圖11和圖12可見，座椅60%靠背上的中支撐板、中支架和下梁變形嚴(yán)重。中支架為片狀結(jié)構(gòu)，承載能力較弱。60%靠背不僅產(chǎn)生較大的局部彎曲變形，而且由于下粱扭轉(zhuǎn)還使靠背出現(xiàn)了整體前翻，最大位移超過了參考面。
3 改進(jìn)設(shè)計(jì)仿真計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證
分析發(fā)現(xiàn)，原座椅結(jié)構(gòu)的中支撐板在受到?jīng)_擊時出現(xiàn)較大彎曲變形，導(dǎo)致試驗(yàn)樣塊的沖擊力和安全帶拉力集中在靠背中間位置，無法傳遞到靠背下部的安裝固定點(diǎn)。仿真結(jié)果表明，靠背底板吸能1082J，中支撐板吸能82J，下梁吸能709J，其中剛度較弱的靠背底板集中承受了試驗(yàn)樣塊和假人的大部分動載荷。因此，正確設(shè)計(jì)力的傳遞路徑，合理分配部件吸能，可有效提高座椅靠背的結(jié)構(gòu)抗沖擊件。
加入技術(shù)交流群
評論