Q/SZJ191001-2017整車側(cè)面碰撞分析規(guī)范SpecificationofSideCrashAnalysisforFullVehicle20XX20XX-09-30實施20XX-08-28發(fā)布XXXX汽車工程技術(shù)有限公司發(fā)布Q/SZXX-X-2017整車側(cè)面碰撞分析規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了術(shù)語和定義、整車側(cè)面碰撞分析要求及方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于本公司整車側(cè)面碰撞CAE分析。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅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。GB20071-2006汽車側(cè)面碰撞的乘員保護；C-NCAP中國新車評估程序；整車碰撞分析有限元建模規(guī)范。術(shù)語和定義無。摘要Abstract本規(guī)范描述了整車側(cè)面碰撞的分析流程，移動壁障行駛方向垂直于車輛，碰撞速度50km/h，如圖1所示。ThisdocumentdescribesthecommonProcedurefortheanalyticalsimulationofthesideimpact.Thedirectionofthemovingdeformablebarrierisperpendiculartothevehicle.圖1側(cè)面碰撞示意圖流程圖ProcessFlowDiagram整車側(cè)面碰撞分析流程圖如圖2所示，其中有限元基礎(chǔ)模型根據(jù)整車碰撞分析建模規(guī)范建立。側(cè)面可變形移動壁障設(shè)定DefineMDB側(cè)面可變形移動壁障設(shè)定DefineMDB有限元基礎(chǔ)模型輸入Finiteelementmodelinput檢查基礎(chǔ)模型C檢查基礎(chǔ)模型Checkbasemodel分析模型接觸設(shè)置Contactset控制卡片設(shè)置Controlcardset控制卡片設(shè)置Controlcardset傳感器及截面力布置Layoutofsensorandsection座椅位置調(diào)整A座椅位置調(diào)整Adjustseats邊界條件設(shè)置Bound邊界條件設(shè)置Boundaryconditions提交計算S提交計算Submittoanalysis假人及安全帶調(diào)整Adjustdummyandseatbelt地面設(shè)定D地面設(shè)定Definegroundline結(jié)果處理結(jié)果處理Result圖2側(cè)面碰撞分析流程圖工具描述ToolDescription仿真分析過程中需要用到的如下軟件:Thefollowingsoftwarefacilitatestheanalyticalsimulationprocess:前處理(Preprocessors):HyperMesh,Primer求解器(AnalysisCode):LS-DYNA后處理(Postprocessors):Hyperview,Hypergragh,LSPrePost建模過程ModelingProcedure單位Units建模中所用單位制如下所示:Theunitsusedinthemodelingareasfollows:力(Force) 牛頓(KN)質(zhì)量(Mass) 噸(kg)長度(Length) 毫米(mm)時間(Time) 秒(ms)內(nèi)容Contents側(cè)面碰撞分析必須包含整車有限元模型和可變形移動壁障，整車模型建模參考《整車有限元建模規(guī)范》。AfullvehicleFiniteElementmodelandmovingdeformablebarrierareneeded.DetailedmodelingprocedurecouldbefoundintheEntireVehicleCrashAnalysisFiniteElementModelingSpecification.坐標(biāo)系CoordinateSystems整車有限元模型采用標(biāo)準(zhǔn)的笛卡爾整體坐標(biāo)系，當(dāng)測量加速度、速度和侵入量時，可能需要采用局部坐標(biāo)系。TheFiniteElementmodelsshouldusethestandardglobalCartesiancoordinatesystem.Whenmonitoringaccelerations,velocities,anddisplacements,localcoordinatesystemsmaybeused.建模技巧ModelingTechniques有限元基礎(chǔ)模型輸入整車碰撞有限元基礎(chǔ)模型根據(jù)《整車碰撞有限元建模規(guī)范》建立，主要包括：白車身總成，底盤總成，動力系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，儀表板橫梁，踏板機構(gòu)，保險杠，冷卻系統(tǒng)，進排氣系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)，電力系統(tǒng)，座椅，配重質(zhì)量點等其他對碰撞分析結(jié)果存在影響的模型。檢查有限元基礎(chǔ)模型7.4.2.1檢查如4.4.1所述的模型，要求數(shù)模齊全，網(wǎng)格質(zhì)量及連接滿足《整車碰撞有限元建模規(guī)范》要求。7.4.2.2檢查整車質(zhì)量和質(zhì)心坐標(biāo)是否調(diào)至設(shè)定的整備質(zhì)量狀態(tài)，根據(jù)《整車碰撞有限元建模規(guī)范》來調(diào)整整備質(zhì)量?！败囕v整備質(zhì)量”指處于運行狀態(tài)的車輛質(zhì)量，沒有駕駛員、乘客和貨物，但加滿燃料、冷卻液、潤滑油，并帶有隨車工具和備胎。一般來說，分析的整車質(zhì)量=整備質(zhì)量+假人質(zhì)量+行李質(zhì)量。7.4.2.3檢查動力總成設(shè)定，是否符合設(shè)計的質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)以及轉(zhuǎn)動慣量74.2.4檢查整車有限元模型的車輪胎壓設(shè)置，是否按照設(shè)計值設(shè)定。傳感器及截面力布置傳感器布置通常B柱下部的傳感器較為穩(wěn)定，當(dāng)作整車碰撞加速度傳感器；B柱內(nèi)板傳感器布置，見圖3；車門內(nèi)板傳感器布置，見圖4。圖3B柱傳感器布置參考圖圖4車門內(nèi)板傳感器布置參考圖截面力布置側(cè)圍、B柱布置；頂蓋橫梁截面布置；門檻、地板橫梁截面布置。座椅位置調(diào)整調(diào)整座椅位置，座椅靠背角。前排座椅位置，對于縱向可調(diào)節(jié)的座椅，應(yīng)使其“H”點位于行程的中間位置或者最接近于中間位置的鎖止位置。對于長條座椅，應(yīng)以駕駛員位置的“H”點為基準(zhǔn)。前排座椅靠背如果可調(diào)，座椅靠背應(yīng)調(diào)節(jié)到使人體模型軀干傾角盡量接近制造廠規(guī)定的正常使用角度，若沒有規(guī)定，則應(yīng)調(diào)節(jié)到從鉛垂面向后傾斜250角的位置。如果可調(diào)，后排座椅或后排長條座椅應(yīng)處于最后位置。假人及安全帶調(diào)整根據(jù)“H”點坐標(biāo)調(diào)整假人位置，之后導(dǎo)入安全帶模型，約束假人。在一些初步的整車碰撞分析中，可以用質(zhì)量塊代替假人配重來計算，其質(zhì)量與假人相同。地面設(shè)定根據(jù)總布置提供的地面線數(shù)據(jù)，建立地面，并給出地面和車輛之間的約束關(guān)系，地面類型RWPlanar，與整車XY平面平行。側(cè)面可變形移動壁障設(shè)定導(dǎo)入側(cè)面可變形移動壁障，根據(jù)相應(yīng)的法規(guī)調(diào)整壁障與車之間的位置關(guān)系。以GB20071-2006為例，壁障中心線對準(zhǔn)試驗車前排座椅R點，壁障蜂窩鋁最下點位置離地高度為300mm。見圖5、圖6。圖5MDB可變形壁障圖6AEMDB可變形壁障析模型接觸設(shè)置正面碰撞分析模型主要包括以下接觸：CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE:剛性壁障與車接觸；CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE:整車自接觸；CONTACT_AUTOMATIC_SPOTWELD：整車焊點與車身連接接觸。假人與車的接觸?？刂瓶ㄆO(shè)置計算控制卡片主要定義：CONTROL_TERMIANTION:設(shè)定分析時間100ms；CONTROL_TIMESTEP:設(shè)定計算控制時間步長，根據(jù)網(wǎng)格質(zhì)量控制最小單元尺寸確定。當(dāng)最小單元尺寸為3mm時，dt2ms應(yīng)大于6.0×10-4ms；CONTROL_SHELL:設(shè)定殼單元控制卡片；CONTROL_SOLID:設(shè)定體單元控制卡片；CONTROL_CONTACT:設(shè)定接觸控制卡片；CONTROL_PARALLEL:設(shè)定并行處理器控制卡片：CONTROL_OUTPUT:設(shè)定輸出參數(shù)控制卡片；CONTROL_ENERGY:設(shè)定能量控制卡片。數(shù)據(jù)輸出卡片主要定義：DATABASE_GLSTAT：定義文本輸出總體信息；DATABASE_MATSUM：定義文本輸出材料信息；DATABASE_NODOUT：定義文本輸出節(jié)點信息；DATABASE_RCFORC：定義接觸數(shù)據(jù)輸出信息；DATABASE_SLEOUT：定義文本輸出梁單元信息；DATABASE_SECFORC：定義截面數(shù)據(jù)輸出信息；DATABASE_BINARY_D3PLOT：定義計算結(jié)果文件輸出信息；DATABASE_BINARY_D3THDT：定義單元歷史數(shù)據(jù)輸出信息。假設(shè)和限制Assumptions/Limitations假設(shè)Assumptions焊接假設(shè)WeldAssumptions8.1.1.1除非特別指定，通常情況下不考慮焊點失效。8.1.1.2所有焊點都起作用。8.1.1.3當(dāng)不能獲得焊點信息時，焊點間距為40-60mm。材料假設(shè)MaterialAssumptions8.1.2.1同一個PART中，所有區(qū)域的材料屬性一致。8.1.2.2考慮應(yīng)變率影響。8.1.2.3不考慮材料撕裂。幾何假設(shè)GeometryAssumptions8.1.3.1忽略非顯著特征，如直徑小于6mm的孔。8.1.3.2不考慮制造過程中產(chǎn)生的褶皺、裂縫及其他非設(shè)計特征。剛性部件RigidComponents8.1.4.1在碰撞過程中變形很小的件設(shè)置為剛性。8.1.4.2螺栓通常被看做不失效的剛性連接。影響很小的部件8.1.5.1對結(jié)果影響很小的部件可以不包含在模型中，但是要配重。限制Limitations材料Material8.2.1.1材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線只是試驗值的近似。數(shù)值限制NumericalLimitations8.2.2.1任何數(shù)值解都是近似解。載荷和邊界條件Loads/BoundaryConditions按照法規(guī)要求給定整車碰撞速度。GB20071-2006乘用車側(cè)面碰撞的乘員保護規(guī)定碰撞速度為49-51km/h，C-NCAP中國新車評估程序設(shè)定碰撞速度為50-51km/h。在整個側(cè)面碰撞分析的過程中，要設(shè)定重力加速度，加速度值為9.8l×10-3mm/ms2。結(jié)果Results分析結(jié)果主要包括：能量轉(zhuǎn)換及質(zhì)量縮放，B柱變形模式，B柱內(nèi)板及車門內(nèi)板的侵入量和侵入速度。能量轉(zhuǎn)換及質(zhì)量縮放在碰撞過程中，要求總能量變化平穩(wěn)，沙漏能占總能量的比重小于5%，質(zhì)量增加比例小于5%。B柱變形模式B柱的變形模式的很大程度上影響著整車側(cè)面碰撞性能，碰撞時要盡量避免B柱發(fā)生較大的彎曲變形。侵入量和侵入速度根據(jù)模型中設(shè)定的傳感器，測量B柱及車門內(nèi)板的侵入量和侵入速度。電池包的變形情況電池包在碰撞過程中盡量避免與周圍零件接觸，電池包的最大應(yīng)變應(yīng)在許用應(yīng)變范圍內(nèi)。性能要求PerformanceRequirements表1側(cè)面碰撞分析C-NCAP五星結(jié)構(gòu)評價標(biāo)準(zhǔn)考察項目標(biāo)值B柱最大侵入速度(mm/ms