应用MSC-DYTRAN软件进行汽车被动安全性的研究

摘要

本文在分析碰撞问题的有限元计算方法的基础上,对汽车结构中转向机构、保险杠等重要结构进行了碰撞试验的仿真模拟,利用非线性有限元方法建立了可收缩碰撞系统的仿真模型,所有的模型都是通过MSC-Patran软件建立,然后由MSC-Dytran计算,计算的结果再由Patran后处理,以应力、位移、变形等形式表现出来.本文深入讨论了碰撞仿真模型初始条件与边界条件的处理方法、材料非线性本构关系的选取、接触对摩擦系数的确定.并按照相关的规定的要求各有限元模型进行了验证.分析计算了碰撞发生时各部件的主要性能参数,并在相应的碰撞试验数据基础上,进一步验证了仿真结果的正确性.另外,文中还试探性的对沙漏问题、焊点模拟,有限元软件参数设置等问题作了相应的研究工作,为以后相关问题的处理积累了经验.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2汽车被动安全性的研究内容

1.2.1汽车结构的被动安全性评价标准

1.2.2户车被动安全性的研究方法

1.2.3国内开展的一些工作

1.3汽车结构耐撞性分析方法

1 4 MSC-DYTRAN软件简介

1.5本文主要工作

第二章接触碰撞

2.1碰撞问题简述

2.2接触界面方程

2.2.1标记预备知识

2.2.2不可侵彻性条件

2.2.3面力条件

2.2.4归一化接触条件

2.2.5 表面描述

2.2.6相互侵彻度量

2.2.7路径无关相互侵彻率

2.2.8相互侵彻物体的切向相对速度

2.3摩擦模型

2.3.1分类

2.3.2 Colulomb磨擦

2.4弱形式

2.4.1标记和预备知识

2.4.2 率相关的罚方法

2.5关于显式方法

2.5.1显式方法

2.5.2显式算法

第三章显式积分和中心差分法

3.1中心差分方法

3.2精确性

3.3质量缩放、子循环和动态松弛

第四章碰撞模拟中需要注意的几个问题

4.1 MSC-DYTRAN碰撞模拟中主要控制参数影响的分析

4.1.1有限元模型的描述

4.1.2利用MSC-DYTRAN进行模拟计算

4.1.3 讨论

4.2碰撞模拟过程中焊点的影响

4.2.1 主要的焊点处理方式[32]

4.2.2焊点模拟算法

4.2.3焊点对碰撞模拟结果的影响

4.2.4结论

4.3汽车碰撞数值仿真中的沙漏模态研究

4.3.1 沙漏模态的数学描述

4.3.2 沙漏模态的控制

4.3.3 沙漏模态在工程问题中的实例

4.3.4结论

第五章汽车重要部件的碰撞仿真模拟分析

5.1汽车转向盘系统碰撞试验有限元分析的模型化

5.1.1汽车转向盘系统有限元模型的建立

5.1.2碰撞时转向盘系统动态反应及结果分析

5.1.3结论

5.2闭口帽型薄壁梁结构碰撞性能的数值模拟

5.2.1薄壁梁结构碰撞数值分析的几个基本问题

5.2.2薄壁梁结构碰撞分析的数值仿真

5.2.3不同界面薄壁梁结构碰撞分析

5.2.4结论

5.3客车前保险杠的碰撞模拟分析

5.3.1结构单元的选择

5.3.2模型的建立

5.3.3计算结果与分析

5.3.4结论

5.4结论

第六章结束语

参考文献

致 谢