显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

摘要

基于连续介质理论,通过建立车辆碰撞的控制方程,在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的"弱积分"形式.通过空间和时间的显式离散,得到了车辆碰撞的有限元方程.采用动力显式积分方法,使位移计算显式化,避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题,并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件.提出了"端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能"的耐冲击结构设计的思路,并对算例进行了数值模拟.结果表明,该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的,显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一,但是需要进行部分撞击试验,进一步修正模型后提高其分析精度.