某轎車側面碰撞的有限元分析

摘 要：通過有限元法分析了某轎車側面碰撞的安全性能，衡量了轎車側面碰撞時的吸能特性。在LS-DYNA軟件中建立了某轎車的有限元模型，模擬碰撞時參考了C-NCAP側面碰撞法規。最終對該轎車側面碰撞安全性能進行有限元模擬分析，為進一步的優化和改良提出了建議。

關鍵詞：側面碰撞 有限元方法 抗側碰性能

中圖分類號：U463.834 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0071-02

汽車碰撞試驗是研究汽車安全性最準確可靠的方法，但是由于真實碰撞的過程比較復雜，試驗費用較高。所以通過計算機仿真來分析汽車碰撞，取代碰撞試驗，已經成為研究汽車安全性的新趨勢[1]。

在汽車被動安全的研究領域里，應用比較廣泛的理論和計算方法是在20世紀70年代由美國LawrenceLibermore國家重點實驗室提出的CAE有限元分析理論。

本文將利用LS-DYNA軟件，對某轎車的側面碰撞進行模擬仿真計算，分析結果，對汽車安全性予以評價，為進一步的車身改良提出參考意見。

1 C-NCAP碰撞試驗方法

1.1 側撞實驗條件

1.2 側撞試驗的評價指標

2 仿真模型的建立

2.1 整車有限元模型的建立

利用Hypermesh軟件在已建立的有限元模型上進行有限元網格劃分。為便于求解計算，模型右側車門已略去，換成4根梁代替。對于一些剛性較大、碰撞過程中幾乎不變形吸能的零件，如發動機、變速箱、轉向器等部分也予以省略，計算碰撞時由mass單元取其配重。以10 mm為網格尺寸的基準，為保證求解速度，最小單元尺寸不小于3 mm，建立的車體有限元模型大約有60萬個單元。

2.2 移動壁有限元模型的建立

2.3 k文件的建立

3 結果計算

（1）各點的侵入速度均小于目標值7.5 m/s，滿足設計要求。

（2）除門檻處侵入量小于目標值以外，其它各部位侵入量都大于目標值，未滿足設計要求。

4 結論

由以上計算結果可知，該轎車碰撞時會導致駕駛者生存空間不足，外界侵入速度過快，存在安全隱患。因此建議更改防撞桿結構并強化B柱結構。

本文采用LS-DYNA軟件，按照C-NCAP側面碰撞法規建立了某轎車側碰模型，進行了CAE仿真計算，最終提出了該車型結構優化改進建議。該試驗車型B柱強度不夠，導致侵入量過大，駕駛者生存空間不足。建議增加側面防撞桿強度，更改B柱結構及強度。

參考文獻

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