乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)CAE分析規(guī)范目錄1范圍 12規(guī)范性引用文件 13軟件設施 14輸入條件 14.1滑車減速度 14.2子系統(tǒng)模型 24.3假人定位信息 34.4約束系統(tǒng)零部件性能參數(shù) 34.5假人模型 45輸出物 46分析方法 46.1分析流程 46.2滑車碰撞工況 46.3分析計算模型 57數(shù)據(jù)處理及結果評價 77.1模型檢查 77.2數(shù)據(jù)處理 87.3結果評價 88分析報告 8乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)CAE分析規(guī)范范圍本規(guī)范規(guī)定了乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)分析的要求。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所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。整車CAE通用建模規(guī)范乘用車碰撞安全整車建模規(guī)范乘用車碰撞安全約束系統(tǒng)建模規(guī)范GB11552乘用車內(nèi)部突出物GB14166機動車乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)ISOFIX兒童約束系統(tǒng)GB11551乘用車正面碰撞的乘員保護軟件設施乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)CAE分析，軟件設施包括以下內(nèi)容：前處理軟件，使用HYPERMESH14.0和PRIMER14.0及以上版本；后處理軟件，使用HYPERVIEW14.0及以上版本；求解器軟件，使用LS-DYNA971R7.0.0。輸入條件滑車減速度滑車減速度-時間曲線，需滿足《GB14166機動車乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)ISOFIX兒童約束系統(tǒng)》中的要求，如圖1和表1。圖1滑車減速度-時間曲線表1滑車減速度-時間曲線時間ms加速度低限值g加速度高限值g0-20100-1015-1520-18-322526-4526-5520-6003280-0子系統(tǒng)模型輸入子系統(tǒng)模型應包含白車身模型、安全帶系統(tǒng)、氣囊系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、座椅總成和儀表板等系統(tǒng)有限元分析模型，滿足《整車CAE通用建模規(guī)范》、《乘用車碰撞安全整車建模規(guī)范》和《乘用車碰撞安全約束系統(tǒng)建模規(guī)范》的具體要求，如圖2乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)分析模型示例。圖2乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)分析模型示意圖假人定位信息準確的輸入假人定位信息的設計值或實測值，保證每版分析數(shù)據(jù)的假人定位信息的一致性。約束系統(tǒng)零部件性能參數(shù)a)安全氣囊性能參數(shù)：氣袋材料特性；氣體發(fā)生器的壓力曲線、質量流率曲線、溫度曲線以及氣體成份、百分含量；氣囊點火時刻。b)轉向管柱壓潰特性：壓潰力與壓潰距離曲線；c）安全帶性能參數(shù)：安全帶織帶延伸率；預緊器點火時刻、預緊特性曲線（如力與位移曲線或預緊量時間曲線）；限力等級。d）座椅性能參數(shù)：座椅座墊材料參數(shù)：彈性模量、密度、遲滯因子、卸載形狀因子、名義應力應變曲線；座椅座墊摩擦系數(shù)。e）內(nèi)飾件材料力學性能參數(shù)：彈性模量、泊松比、密度；應變率相關的應力應變曲線。假人模型乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)CAE分析中三種碰撞工況需要分別搭載HybridⅢ5%、HybridⅢ50%、HybridⅢ95%有限元假人進行驗證假人頭部是否與儀表板有接觸。輸出物乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)CAE分析，輸出物包括以下內(nèi)容：計算模型及結果文件，文件名稱參考《整車CAE通用建模規(guī)范》具體要求。分析報告，針對不同的車型統(tǒng)一命名為《XXX-TGX-乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)CAE分析報告》（“XXX”用具體車型代號，“TGX”用階段號代替），報告內(nèi)容按第8項規(guī)定的內(nèi)容編制。分析方法分析流程乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)仿真流程，如圖3所示。圖3仿真流程圖滑車碰撞工況本規(guī)范推薦滑車碰撞工況如下，如圖4所示。圖4滑車碰撞示意圖結合三種不同假人，本文規(guī)范涉及到的計算工況共有9種，工況矩陣見表2所示。表2工況矩陣碰撞類型假人類型車頭左偏18°碰撞HybridⅢ5%HybridⅢ50%HybridⅢ95%車頭正面0°碰撞HybridⅢ5%HybridⅢ50%HybridⅢ95%車頭右偏18°碰撞HybridⅢ5%HybridⅢ50%HybridⅢ95%分析計算模型艙體結構保留從B柱到前懸架安裝點部分的白車身，刪除其他部分，如圖2示例，剛性化該部分白車身。座椅設置座椅模型應包含完整的座椅骨架、泡沫及設置正確的機構運動關系（如可調(diào)整）。泡沫采用DYNA57號材料*MAT_LOW_DENSITY_FOAM模擬；調(diào)節(jié)座椅位置至試驗要求位置，需根據(jù)具體的正碰類型參考《GB11551乘用車正面碰撞的乘員保護》中的要求；座椅調(diào)節(jié)完畢后，需要壓縮座椅泡沫來模擬實際狀態(tài)中假人坐下過程中產(chǎn)生的泡沫變形。假人定位依照本文4.3中的信息，針對9種不同工況，進行假人定位，保證假人H點與設計或實測H點一致；假人坐姿各主要空間測量參數(shù)與設計或實測一致；保證假人與地板、座椅坐墊及靠背等零部件無初始穿透。安全帶設置安全帶建模主要工作：建立卷收器、織帶（1D，2D）、滑環(huán)（D環(huán)）、鎖扣等模型。安全帶卷收器中還包含預緊器和限力器以及相應傳感器的建模；滑環(huán)通過關鍵字*ELEMENT_SEATBELT_SLIPRING建立；安全帶限力功能通過關鍵字*ELEMENT_SEATBELT_RETRACTOR建立；安全帶預緊功能通過關鍵字*ELEMENT_SEATBELT_PRETENSIONER建立；觸發(fā)傳感器采用關鍵字*ELEMENT_SEATBELT_SENSOR建立，SBSTYP選用時間觸發(fā)傳感器類型3。接觸設置乘用車內(nèi)部突出物動態(tài)確定頭部碰撞區(qū)分析模型，需要定義以下接觸：假人自接觸（假人有限元模型中已定義）；假人對座椅的接觸，采用關鍵字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID定義，主面為假人接觸面，從面為座椅泡沫接觸面，接觸厚度設置為2mm；假人對安全帶的接觸（包含安全帶1D、2D單元），2D安全帶接觸，采用關鍵字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID定義，主面為假人接觸面，從面為2D安全帶單元，接觸厚度設置為2mm；1D安全帶接觸，采用關鍵字*CONTACT_AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACE_ID定義，主面為假人接觸面，從面為1D安全帶節(jié)點集，接觸厚度設置為2mm；假人對地板、內(nèi)飾及踏板的接觸，采用關鍵字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID定義，主面為假人接觸面，從面為地板、內(nèi)飾及踏板的接觸面；假人對氣囊的接觸，采用關鍵字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID定義，主面為假人接觸面，從面為氣囊接觸面，接觸厚度設置為2mm，設置接觸參數(shù)SOFT=2，SBOPT=3，DEPTH=5；氣囊自接觸，采用關鍵字*CONTACT_AIRBAG_SINGLE_SURFACE_ID定義，從面為安全氣囊單元，設置接觸參數(shù)SOFT=2，SBOPT=3，DEPTH=5，摩擦系數(shù)FS=0.15，F(xiàn)D=0.1；氣囊與內(nèi)飾的接觸，采用關鍵字*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID定義，主面為內(nèi)飾接觸面，從面為安全氣囊單元，接觸厚度設置為2mm，設置接觸參數(shù)SOFT=2，SBOPT=3，DEPTH=5。載荷與邊界重力載荷，采用關鍵字*LOAD_BODY_Z定義，施加于整個模型，重力加速度為9.81E-3mm/ms2；初速度，采用關鍵字*INITIAL_VELOCITY定義，施加于整個模型，大小為-13.889mm/ms；滑車碰撞波形，采用關鍵字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID，施加于剛化白車身B柱下端加速度傳感器位置，大小為表3和圖5中所示滑車減速度曲線。圖5滑車減速度-時間曲線表3滑車減速度-時間曲線時間ms加速度g0010202529452960207001200輸出設置有限元假人：輸出用于計算假人傷害的頭、頸、胸、髖及腿部等位置傳感器的加速度、位移和載荷曲線（假人模型內(nèi)部已定義）。數(shù)據(jù)處理及結果評價模型檢查計算完成后首先對結果進行檢查，判斷模型是否正確，結果是否可信。檢查內(nèi)容包括：觀察動畫輸出是否正常，是否有零件或總成未連接、焊點遺漏等；觀察系統(tǒng)沙漏能是否在正常范圍內(nèi)，要求沙漏能小于總能量的5%；觀察系統(tǒng)質量增加是否在正常的范圍內(nèi)，要求增加質量小于模型質量的2%；若有試驗數(shù)據(jù)，需要進行先進行試驗與仿真的對標分析校核。視察仿真中假人運動姿勢、氣囊展開狀態(tài)是否與試驗錄像相