正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配CAE分析規(guī)范（LS-DYNA子模型法）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車體碰撞波形 14.2子系統(tǒng)模型 14.3假人定位信息 24.4約束系統(tǒng)零部件性能參數(shù) 34.5假人模型 35輸出物 36分析方法 46.1分析流程 46.2全寬正碰類型 46.3分析計算模型 57數(shù)據(jù)處理及結(jié)果評價 67.1模型檢查 67.2數(shù)據(jù)處理 77.3結(jié)果評價 78分析報告 7正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配CAE分析規(guī)范（LS-DYNA子模型法）范圍本規(guī)范規(guī)定了乘用車正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配分析的要求。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C-NCAP管理規(guī)則GB11551乘用車正面碰撞的乘員保護軟件設施乘用車正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配CAE分析，軟件設施包括以下內(nèi)容：前處理軟件，使用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。輸入條件車體碰撞波形乘用車正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)仿真分析輸入車體波形為整車100％正面全寬碰撞CAE分析或?qū)嵻囌媾鲎苍囼炛凶髠?cè)B柱下端X向加速度。若左、右側(cè)加速度差異很大，取平均加速度作為輸入。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)、座椅總成、儀表板和轉(zhuǎn)向管柱等系統(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1約束系統(tǒng)仿真模型示例。圖1正面約束系統(tǒng)模型示意圖假人定位信息準確的輸入正面碰撞假人定位信息的設計值或?qū)崪y值，保證每版分析數(shù)據(jù)的假人定位信息的一致性，如圖2及表1所示。圖2正面碰撞前排假人定位圖示表1正面碰撞前排假人定位信息表駕駛員側(cè)假人定位信息乘員側(cè)假人定位信息A下顎到轉(zhuǎn)向盤下輪緣A下顎到儀表板B鼻子到風窗玻璃頂端B鼻子到風窗玻璃頂端C腹部到轉(zhuǎn)向盤下輪緣C腹部到儀表板DH點到門檻DH點到門檻E膝關(guān)節(jié)到門檻下邊緣E膝關(guān)節(jié)到門檻下邊緣F膝關(guān)節(jié)到儀表板邊緣F膝關(guān)節(jié)到儀表板邊緣G頭至車頂G頭至車頂θ頸部角度θ頸部角度SHX假人H點到門鎖扣(X方向)SHX假人H點到門鎖扣(X方向)SHZ假人H點到門鎖扣(Z方向)SHZ假人H點到門鎖扣(Z方向)α座椅實際靠背角α座椅實際靠背角約束系統(tǒng)零部件性能參數(shù)a)安全氣囊性能參數(shù)（包括膝部氣囊，如有）：氣袋材料特性；氣體發(fā)生器的壓力曲線、質(zhì)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(zhuǎn)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(guān)的應力應變曲線。假人模型正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配CAE分析所用假人為HybridⅢ50%有限元假人。輸出物乘用車正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配CAE分析，輸出物包括以下內(nèi)容：計算模型及結(jié)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-YYY前排假人約束系統(tǒng)匹配CAE分析報告》（“XXX”用具體車型代號，“TGX”用階段號代替，“YYY”用碰撞類型代替），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正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配仿真流程，如圖3所示。圖3仿真流程圖全寬正碰類型C-NCAP正面全寬碰撞正面碰撞車輛以56km/h的初始速度100%重疊正面沖擊固定剛性壁障，如圖4所示。GB11551正面全寬碰撞正面碰撞車輛以50km/h的初始速度100%重疊正面沖擊固定剛性壁障，如圖5所示。圖4C-NCAP正面全寬碰撞圖5GB11551正面全寬碰撞分析計算模型艙體結(jié)構(gòu)保留從B柱到懸架安裝點部分的白車身，刪除其他部分，如圖1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(gòu)運動關(guān)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《CNCAP管理規(guī)則》中或《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進行假人定位信息，保證假人H點與設計或?qū)崪yH點一致；假人坐姿各主要空間測量參數(shù)與設計或?qū)崪y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(guān)鍵字*ELEMENT_SEATBELT_SLIPRING建立；安全帶限力功能通過關(guān)鍵字*ELEMENT_SEATBELT_RETRACTOR建立；安全帶預緊功能通過關(guān)鍵字*ELEMENT_SEATBELT_PRETENSIONER建立；觸發(fā)傳感器采用關(guān)鍵字*ELEMENT_SEATBELT_SENSOR建立，SBSTYP選用時間觸發(fā)傳感器類型3。接觸設置乘用車正面全寬碰撞前排假人約束系統(tǒng)匹配分析模型，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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)鍵字*INITIAL_VELOCITY定義，施加于整個模型，大小為-13.889mm/ms；邊界條件，采用關(guān)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，為本文4.1中涉及的左側(cè)B柱下端X向加速度。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）；約束系統(tǒng)：輸出安全帶載荷數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理及結(jié)果評價模型檢查計算完成后首先對結(jié)果進行檢查，判斷模型是否正確，結(jié)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(zhì)量增加是否在正常的范圍內(nèi)，要求增加質(zhì)量小于模型質(zhì)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)是否與試驗錄像相符；依照對標的先易后難原則，先從影響因素較少的指標對起；采用“從下至上”的原則進行加速度校核。需要校核的加速度依次是：骨盆加速度、胸部加速度、頭部加速度；采用“從下至上”的原則，需要校核的指標有小腿壓縮力、彎矩、大腿壓縮力、膝蓋滑移位移、胸部位移量等。數(shù)據(jù)處理正面全寬碰撞前排假人傷害頭部三軸向加速度Ax、Ay、Az，及HIC36值等；頸部剪切力Fx、拉伸力Fz、彎矩My；胸部三軸向加速度Ax、Ay、Az，胸部壓縮量Dx，胸部VC值；髖部三軸向加速度Ax、Ay、Az，