被動-02-整車側(cè)面碰撞CAE分析規(guī)范V1.0版

零跑汽車有限公司XXXX開發(fā)流程整車側(cè)面碰撞CAE分析規(guī)范編號：LP--RD-RF-0102文件密級：機(jī)密整車側(cè)面碰撞CAE分析規(guī)范V1.0編制：日期：編制日期審核/會簽日期批準(zhǔn)日期整車側(cè)面碰撞CAE分析規(guī)范Q/ZTBXXX－XXXXPAGE1整車側(cè)面碰撞CAE分析規(guī)范范圍本規(guī)范規(guī)定了汽車整車側(cè)面碰撞CAE分析的要求。本規(guī)范適用于本公司汽車碰撞CAE分析。規(guī)范性引用文件本文件對于下列文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。LP--RD-PF-0113整車碰撞有限元建模規(guī)范C-NCAP2018中國新車評估程序2018版GB20071-2006汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)分析流程整車側(cè)面碰撞CAE分析流程見圖1。圖SEQ圖\*ARABIC1整車側(cè)面碰撞CAE分析流程圖分析要求4.1CAE分析有限元基礎(chǔ)模型的輸入將有限元模型導(dǎo)入整車碰撞分析前處理軟件，該模型根據(jù)LP--RD-PF-0113建立，主要包括：白車身總成、底盤總成、動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系、儀表板橫梁、踏板機(jī)構(gòu)、保險(xiǎn)杠、冷卻系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油箱、蓄電池、座椅、配重質(zhì)量點(diǎn)等其他對碰撞分析結(jié)果存在影響的模型。4.2檢查有限元基礎(chǔ)模型4.2.1檢查如4.1所述的模型，要求數(shù)模齊全，網(wǎng)格質(zhì)量及連接滿足LP--RD-PF-0113。4.2.2檢查整車質(zhì)量和質(zhì)心坐標(biāo)是否調(diào)至設(shè)計(jì)設(shè)定的整備質(zhì)量狀態(tài)，根據(jù)LP--RD-PF-0113要求來調(diào)整整備質(zhì)量?！败囕v整備質(zhì)量”指處于運(yùn)行狀態(tài)的車輛質(zhì)量，沒有駕駛員、乘客和貨物，但加滿燃料、冷卻液、潤滑油，并帶有隨車工具和備胎。一般來說，分析的整車質(zhì)量=整備質(zhì)量+假人質(zhì)量+實(shí)驗(yàn)儀器質(zhì)量。4.2.3檢查動力總成設(shè)定，是否符合設(shè)計(jì)的質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)以及轉(zhuǎn)動慣量。4.2.4檢查整車有限元模型的車輪胎壓設(shè)置，胎壓通常按照設(shè)計(jì)值設(shè)定。4.3傳感器及截面力布置位置4.3.1傳感器布置位置a)通常B柱下部布置一個(gè)傳感器，該處較為穩(wěn)定，當(dāng)作整車碰撞加速度傳感器；b）B柱內(nèi)板均布傳感器，用于測量B柱內(nèi)板入侵速度，可參考圖2；c）車門內(nèi)板布置傳感器，用于測量前車門內(nèi)板對應(yīng)假人關(guān)鍵部位的入侵速度，可參考圖3；圖2B柱傳感器布置參考圖圖3前車門內(nèi)板傳感器布置參考圖4.3.2截面力布置位置a)側(cè)圍、B柱布置；b)頂蓋橫梁截面布置；c)門檻、地板截面布置；在碰撞力傳遞的結(jié)構(gòu)件位置添加Crosssectinon，輸出碰撞過程中主要傳力路徑的載荷信息?？梢愿鶕?jù)車輛結(jié)構(gòu)尺寸的不同，適當(dāng)布置。4.4座椅位置調(diào)整調(diào)整座椅位置，座椅靠背角。前排座椅位置，對于縱向可調(diào)節(jié)的座椅，應(yīng)使其“H”點(diǎn)位于行程的中間位置或者最接近于中間位置的鎖止位置。對于長條座椅，應(yīng)以駕駛員位置的“H”點(diǎn)為基準(zhǔn)。前排座椅靠背如果可調(diào)，座椅靠背應(yīng)調(diào)節(jié)到使人體模型軀干傾角盡量接近制造廠規(guī)定的正常使用角度，若沒有規(guī)定，則應(yīng)調(diào)節(jié)到從鉛垂面向后傾斜25°角的位置。如果可調(diào)，后排座椅或后排長條座椅應(yīng)處于最后位置。4.5假人及安全帶調(diào)整4.5.1假人位置調(diào)整4.5.1.1手臂調(diào)整駕駛員側(cè)假人人體模型上臂應(yīng)貼近軀干，其中心線應(yīng)盡量接近鉛垂平面。4.5.1.2腿部調(diào)整通過調(diào)整人體模型雙腳，使駕駛員側(cè)人體模型的大腿盡可能靠著座墊，膝部U形凸緣外表面之間的初始距離為270mm±10mm。在可能的情況下，盡量使駕駛員側(cè)人體模型的左腿應(yīng)處于縱向鉛垂平面內(nèi)。為更進(jìn)一步接近實(shí)際情況，駕駛員側(cè)人體模型的右腿應(yīng)處于鉛垂平面內(nèi)。4.5.1.3腳的調(diào)整駕駛員側(cè)人體模型的右腳應(yīng)放在未踩下的加速踏板上，處于地板表面上的腳跟最后點(diǎn)應(yīng)在踏板平面內(nèi)。若腳不能放在加速踏板上，則應(yīng)垂直于小腿放在適當(dāng)位置，且沿踏板中心線方向盡量靠前，腳跟最后點(diǎn)擱在地板表面上。左腳跟盡量靠前放置，并擱在地板上。左腳應(yīng)盡可能平放在腳踏板上。左腳的縱向中心線盡可能和車輛中心線平行。4.5.1.4在一些初步的整車碰撞分析中，可以用質(zhì)量塊代替假人配重來計(jì)算，其質(zhì)量與假人同為75kg。4.5.2安全帶調(diào)整在完成假人布置與調(diào)整之后，導(dǎo)入安全帶模型，將假人約束在座椅上。4.6地平面設(shè)定地平面的設(shè)定按照前后輪胎的高度定義，地面類型為RWPlanar，與整車XY平面平行，經(jīng)過輪胎網(wǎng)格的最下點(diǎn)。4.7MDB可變形壁障4.7.1導(dǎo)入MDB可變形壁障，如圖4所示，調(diào)整MDB可變形壁障與車之間的位置關(guān)系，并且固定限制壁障剛性部位的位移，只使Y方向位移為自由。圖4MDB可變形壁障4.7.2MDB可變形壁障的定位，壁障中心線對準(zhǔn)試驗(yàn)車前排座椅R點(diǎn)，壁障蜂窩鋁最下點(diǎn)位置離地高度為300mm，MDB壁障的蜂窩鋁尺寸見圖5。圖5MDB蜂窩鋁尺寸4.8分析模型接觸CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE:MDB可變形碰撞壁與車接觸卡片；CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE:整車自接觸卡片；CONTACT_AUTOMATIC_NODE_TO_SURFACE：整車BEAM焊點(diǎn)與車身連接接觸；定義假人及約束系統(tǒng)與車的接觸。4.9定義模型計(jì)算控制卡片，數(shù)據(jù)輸出卡片4.9.1模型計(jì)算控制卡片主要定義，見圖6：CONTROL_TERMIANTION：設(shè)定分析時(shí)間120ms；ONTROL_TIMESTEP：設(shè)定計(jì)算控制時(shí)間步長，根據(jù)網(wǎng)格質(zhì)量控制最小單元尺寸確定。當(dāng)最小單元尺寸為5mm時(shí)，dt2ms為1.112×10-6；CONTROL_SHELL：設(shè)定殼單元控制卡片；CONTROL_SOLID：設(shè)定體單元控制卡片；CONTROL_CONTACT：設(shè)定接觸控制卡片；CONTROL_PARALLEL：設(shè)定并行處理器控制片；CONTROL_OUTPUT：設(shè)定輸出參數(shù)控制卡片；CONTROL_ENERGY：設(shè)定能量控制卡片。圖6定義模型計(jì)算控制卡片4.9.2數(shù)據(jù)輸出卡片主要定義:DATABASE_GLSTAT：定義文本輸出總體信息；DATABASE_MATSUM：定義文本輸出材料信息；DATABASE_NODOUT：定義文本輸出節(jié)點(diǎn)信息；DATABASE_RCFORC：定義接觸數(shù)據(jù)輸出信息；DATABASE_SLEOUT：定義文本輸出梁單元信息；DATABASE_SECFORC:定義截面數(shù)據(jù)輸出信息；DATABASE_BINARY_D3PLOT：定義計(jì)算結(jié)果文件輸出信息；DATABASE_BINARY_D3THDT：定義單元?dú)v史數(shù)據(jù)輸出信息。4.10定義邊界條件及要求4.10.1邊界條件按照法規(guī)要求給定整車碰撞速度。分析中按照2015年新版的C-NCAP中國新車評估程序設(shè)定MDB碰撞壁障初始速度為50km/h。在整個(gè)正面碰撞分析的過程中，要設(shè)定重力加速度，速度為9810mm/s。4.11提交計(jì)算根據(jù)計(jì)算服務(wù)器配置，設(shè)定參與計(jì)算的CPU及內(nèi)存數(shù)，用LS-Dyna軟件進(jìn)行求解。4.12分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理4.12.1概述分析結(jié)果數(shù)據(jù)主要包括：能量轉(zhuǎn)換、變形模式、車身數(shù)據(jù)、假人數(shù)據(jù)。4.12.2能量轉(zhuǎn)換碰撞過程中總體能量的變化情況是評價(jià)建模是否正確的重要指標(biāo)。碰撞過程中動能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過程，總能量應(yīng)基本保持不變，沙漏能一般控制在5%之內(nèi)。要求沙漏能占整體內(nèi)能的百分比小于5%。4.12.3變形模式B柱的變形很大程度上影響車輛完全側(cè)面碰撞性能,碰撞時(shí)要盡量避免碰撞時(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生大的彎曲變形。觀察B柱的變形模式,結(jié)合截面變化以及結(jié)構(gòu)彎曲過渡區(qū)域的截面力,分析B柱的載荷傳遞信息,可以更客觀地判斷對B柱變形不利的因素。4.12.4車身數(shù)據(jù)車身數(shù)據(jù)主要包括：B柱內(nèi)板、碰撞側(cè)的前車門內(nèi)板侵入量；CAE分析中根據(jù)設(shè)定的傳感器，測量加速度及侵入量。4.12.5假人數(shù)據(jù)假人模型上的測量點(diǎn)在有限元模型中都已自動設(shè)置。HIC值：測點(diǎn)是頭部重心，測的是頭部中心加速度。胸部損傷值（a，d，VC）值：測點(diǎn)是胸部的加速度計(jì)或扭簧，測量的是加速度或扭簧的扭矩。腹部的力（F）：測點(diǎn)是大腿骨上的彈簧單元，測的量是彈簧力。髖骨部的力（F）：4.12.6評價(jià)規(guī)范側(cè)面碰撞仿真分析評價(jià)規(guī)范包括車身結(jié)構(gòu)評價(jià)及假人傷害評價(jià)。車身評價(jià)主要包括B柱內(nèi)板、