基于LS-DYNA的整车侧面碰撞分析流程与规范

1 分析目的 

建立整车侧面碰撞有限元模型，规范侧面碰撞分析流程。通过对整车进行侧面碰撞分析，考察车身结构的薄弱区域，为整车的设计优化提供参考依据。

2 范围

    本标准规定了乘用车侧面碰撞CAE分析的软件设施、硬件设施、输入物、输出物、分析方法、结果评价及分析报告。

3 规范性引用文件

    下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

    ECE R95欧洲侧面碰撞试验法规

4 软件设施

   侧面碰撞分析软件设施包括以下内容:

a)   前处理：ALTAIR/HYPERMESH、ETA/VPG；

b)   后处理：ALTAIR/HYPERVIEW、LS-PREPOST；

c)   求解器：LS-DYNA 970；

5 硬件设施

a)   前、后处理：工作站；

b)   求解：集成服务器；

6 时间需求

6.1  前处理时间

a)   无碰撞分析模型，完成有限元建模，一般需要30～35工作日/15人；

b)   有完整正确的碰撞分析模型，模型前处理一般需要2～3工作日/1人。

6.2  求解时间

计算过程中不出现因模型问题导致计算中断的情况下，在集成服务器上求解时间大约为15小时/次，需要计算1个工况，通常模型调整需要计算5次以上。

7  输入物

7.1 存在整车碰撞分析模型

一个完整的碰撞分析模型中含有：

a)  白车身各个零件的有限元网格数据；

b)  焊点数据；

c)  各个零件的材料数据；

d)  各个零件的厚度数据；

e)  及其他必要数据；

7.2  无整车的碰撞分析模型

    乘用车侧面偏置碰撞分析的3D几何模型，数据要求如下：

a)  设计任务说明书；

b)  各个零件的厚度或者厚度线；

c)  动态材料数据；

d)  焊点文件；

e)  3D CAD数据(数据要求无明显的穿透或干涉)；

f)  各个零件的明细表；

g)  整车的质心坐标；

h)  及其他必要参数；

8  输出物

    乘用车侧面碰撞分析的输出为分析报告，针对车型统一命名为《车型侧面碰撞分析报告》（“车型”用具体车型代号替代），报告内容的按9规定的内容编制。

9  分析方法

9.1  分析模型

分析模型包括侧面碰撞分析模型，该模型主要包括：车身, 前、后悬架, 动力总成, 转向系, 仪表板横梁, 踏板机构, 保险杠, 冷却系统, 进、排气系, 燃油箱, 蓄电池,座椅, 配重质量点等。

9.2  分析模型建立

建立有限元模型，以下事项需要特别注意：

a)   分析模型的网格质量应符合求解器的要求；

b)   模型中各模块的命名、模块划分及零件的命名必须规范；

c)  材料参数由材料模型库中取得，各个零件的材料按照明细表给其赋予材料特性；

d)  定义各个零件属性时，应根据设计方提供的厚度清单逐一设定各个零件的材料厚度；

e)  模型的焊接、铰接、胶粘按照实际焊点位置分布；

f)  有限元模型中分析模型的质量应该与实际相等；

g)  前期建模均在前处理软件HyperMesh中完成；

9.3  侧面碰撞分析

根据碰撞有限元建模规范的要求，建立整车有限元模型，仿真分析软件主要使用HyperMesh和LS-DYNA建立模型和求解。整车侧面碰撞分析流程如下所示。

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