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1.范围
本规范规定了汽车ISOFIX支架强度CAE分析的要求。
本规范适用于本公司汽车ISOFIX支架强度CAE分析。
2.规范性引用文件
本文件对于下列文件的引用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
LP--RD-PF-0113整车碰撞分析有限元建模规范
GB14167-2013汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点
3.分析流程
汽车ISOFIX固定点强度CAE分析流程见图1。
图1 汽车ISOFIX支架强度CAE分析流程图
4.分析要求
4.1CAE分析有限元基础模型的输入
将有限元模型导入CAE分析的前处理软件,该模型根据LP--RD-PF-0113整车碰撞分析有限元建模规范建立,为了节省分析时间,根据分析需求提取关键部位模型,即白车身模型,汽车ISOFIX支ISOFIX支架强度CAE分析规范2架强度CAE模型主要包括:白车身总成的B柱往后的部分(按研究院一般车型,ISOFIX支架设置在第二排座椅位置,应截取对应部位白车身模型),分析前的输入需求见下表格1。
表格1汽车ISOFIX支架强度CAE分析输入需求表
汽车ISOFIX支架强度CAE分析输入需求
分析前确认儿童座椅安装形式与位置
3D数模:白车身总成、座椅总成焊点及连接数据、材料牌号、厚度信息;
整车参数:R点坐标。
4.2检查有限元基础模型
检查如4.1所述的模型,要求数模齐全,网格质量及连接满足LP--RD-PF-0113整车碰撞分析有限元建模规范的要求。
4.3白车身固定在前处理软件中对白车身进行约束,使其在分析过程中位置进行固定。
4.4SFAD装置
4.4.1导入分析用的SFAD装置模型,SFAD装置如图2所示,具体参数尺寸见GB14167-2013汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点。
图2 SIOFI固定点强度CAE分析SFAD加载装置
4.4.2汽车ISOFIX支架强度又分三种工况:
工况1:只有ISOFIX下挂钩,正前向,且与水平面呈10°,施加力为8kN,如图3;
图3 只有ISOFIX下挂钩,正前向与SFAD布置
工况2:只有ISOFIX下挂钩,斜前向,且与车辆纵向垂直平面呈75°,与水平面呈5°,施加力为5kN,如图4;
图4 只有ISOFIX下挂钩,斜前向与SFAD装置布置
工况3:ISOFIX下挂钩,正前向,带ISOFIX上拉带,且与水平面呈10°,施加力为8kN,如图5。
图5 ISOFIX下挂钩,正前向,带ISOFIX上拉带与SFAD装置布置
4.5分析模型接触
CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE:SFAD装置与白车身接触卡片;CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE:车身部分模型自接触卡片;CONTACT_AUTOMATIC_NODE_TO_SURFACE:整车BEAM焊点与车身连接接触(焊点单元类型为BEAM)。
4.6定义模型计算控制卡片,数据输出卡片
4.6.1模型计算控制卡片主要计算控制卡片,如下:
CONTROL_TERMIANTION:设定分析时间300ms;
CONTROL_TIMESTEP:设定计算控制时间步长,根据网格质量控制最小单元尺寸确定。当最小单元尺寸为4mm时,dt2ms为-6×10-7;
CONTROL_SHELL:设定壳单元控制卡片;
CONTROL_SOLID:设定体单元控制卡片;
ONTROL_CONTACT:设定接触控制卡片;
CONTROL_PARALLEL:设定并行处理器控制片;
CONTROL_OUTPUT:设定输出参数控制卡片;
CONTROL_ENERGY:设定能量控制卡片。
4.6.2数据输出卡片
主要定义:
DATABASE_GLSTAT:定义文本输出总体信息;
DATABASE_MATSUM:定义文本输出材料信息;
DATABASE_NODOUT:定义文本输出节点信息;
DATABASE_RCFORC:定义接触数据输出信息;
DATABASE_SLEOUT:定义文本输出梁单元信息;
DATABASE_SECFORC:定义截面数据输出信息;
DATABASE_BINARY_D3PLOT:定义计算结果文件输出信息;DATABASE_BINARY_D3THDT:定义单元历史数据输出信息。
图6 定义模型计算控制卡片
4.7定义边界条件及要求
按照法规要求给定低速碰撞速度。分析中按照GB14167-2013汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉带固定点的规定,设定:
工况1施加力为8kN;
工况2施加力为5kN;
工况3施加力为8kN。
在整个低速碰撞分析的过程中,要设定重力加速度,加速度为9.81m/s2。
4.8提交计算
根据计算服务器配置,设定参与计算的CPU及内存数,用LS-Dyna软件进行求解。
4.9分析结果数据处理
4.9.1概述
分析结果数据主要包括:能量转换、变形程度。
4.9.2能量转换
分析过程中总体能量的变化情况是评价建模是否正确的重要指标。
碰撞过程中动能向内能转化的过程,总能量应基本保持不变,沙漏能一般控制在5%之内。要求沙漏能占整体内能的百分比小于5%。
4.9.3评价规范
根据法规要求,SFAD装置的X点位移小于125mm;
结合CAE分析要求,结构发生应变一般要求小于15%(在ISOFIX支架挂钩位置,单层板且小于2mm要求做到应变值小于10%)。
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