◈ 汽车结构有限元分析--碰撞模拟计算的发展 |
汽车碰撞是汽车制造中必须考虑的一个重要问题，40年代梅赛德斯-奔驰开始使用实车碰撞试验来评价汽车的安全性能，在此之后的20-30年间，实车碰撞和台架试验模拟真实碰撞过程成为汽车碰撞问题的主要检验方式。70年代以来，随着计算机技术的提升，力学学科的发展和计算方法的更新，计算机模拟真实的汽车碰撞成为汽车开发阶段的必要手段，汽车结构有限元分析难度非常大，属于非线性工程计算，把非线性汽车结构有限元分析与汽车碰撞试验的试验数据结合起来，能够得到较为真实的计算结果。
目前有限元分析模拟汽车碰撞主要采用四种模型，分别针对车身和人体进行模拟：
1.用刚体分析方法模拟汽车事故的模型，分析碰撞中汽车的运动；
2.用离散参数分析方法和有限元分析方法模拟结构大变形的模型，分析汽车碰撞中发生的车身结构刚度、强度和变形；
3.用多刚体分析方法和有限元分析方法模拟人体整体动力学响应的模型，分析汽车碰撞中人体和约束系统的动力学现象；
4.用有限元分析方法模拟人体局部结构的生物力学模型，用来确定人体上海指标，并成为法规制定的重要参数。 模拟的关键点集中在汽车结构的大变形，有限元分析方法将汽车结构离散为无限多个自由单元集合，通过计算这个单元在大变形、大位移、大旋转时的相互作用，模拟车辆结构和部件同固定壁障的撞击作用。汽车有限元分析发展至今，汽车结构有限元理论、汽车简单典型构件的碰撞模拟计算和汽车整车碰撞模拟计算在汽车设计与制造中应用非常广泛。
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