求各位专家帮我求解一个简单碰撞的例子。

一、模型过程

模型包括：撞击杆、橄榄头、吸能器、套筒。台车简化为长方体质量，撞击杆底部固接在碰撞壁障表面。

图1 模型

如图1所示，聚氨酯塑料吸能管（Polyurethane tube, PU管）作为吸能元件，橄榄头固定在壁障上；台车前端的PU管在规定的速度下水平“套入”橄榄头，PU管受到橄榄头的挤压产生阻力并吸收台车的动能；采用有限元分析软件，求解PU管-橄榄头之间碰撞动力学方程；通过改变橄榄头的最大外径尺寸，设计出满足法规要求的减速度波形。

（台车连同3对套筒和吸能管以一定速度撞击障碍壁，撞击干和橄榄头插入吸能管致使台车停止。要求输出台车减速度，速度时间曲线，应力云图，变形等。）

二、模型具体几何尺寸

①
吸能管：长度为580mm，外径为60mm，其内孔呈圆锥型---靠近撞击端的内径为35mm，远离撞击端的内径为27mm；在吸能管表面（靠近撞击端），开凿有宽度为4mm长度为500mm的对称双裂缝。

②
撞击杆与橄榄头：橄榄头的最大外径为40 ～ 49mm，需通过仿真计算确定其具体尺寸；撞击杆的长度为630mm，直径为28mm；撞击杆底部为120×120×15mm长方体，固接在碰撞壁障上。

③
套筒：内径为64mm，外径为80mm，固接在台车上。

④
台车：简化为长方体，其长度为400mm，宽度为20mm。

⑤
橄榄头尺寸形状如下

图2 橄榄头

三、要求

1、ls-dyna仿真，生成K文件，求解生成d3plot文件，导入由LS-PREPOST查看应力云图，减速度时间曲线，速度时间曲线。

2、材料属性

橄榄头、撞击杆、套筒、台车的材料为45号钢，定义为线性材料模型，其材料属性为表1所示。吸能管材料为硬质聚氨酯塑料，定义为弹塑性材料模型，其材料属性为表2所示。

表1 45号钢的材料属性

表2
聚氨酯塑料材料属性

3、3对接触（橄榄头-吸能管、吸能管-套筒、吸能管-套筒底部），最好采用面面接触，动摩擦系数为0.3。

4、吸能管只能在X方向上运动、与橄榄头发生碰撞，撞击杆&橄榄头和套筒为全约束；

将台车质量680kg加载在模型底部长方体质心位置上；

将台车初始速度30 km/h作为“追尾碰撞脉冲发生器”的碰撞载荷

5、减速度曲线满足：初始碰撞速度为30 km/h时，减速度-时间曲线应在图3所示的A、B、C、D、E、F、G、H各点形成的范围内（得到减速度时间曲线是一条凹曲线，其极值不超过206m/s^2），减速度积分获得的速度-时间变化曲线与基准曲线相差不超过±1 m/s。

图3 减速度-时间曲线的界

6、为了得到理想的结果，橄榄头的外径在40mm~49mm之间，其形状可在原型的基础上稍微改动；PU管即聚氨酯塑料材料的材料参数可以在原参数的基础上适当调整。

solideworks.zip