鋁蜂窩模型及其在汽車碰撞壁障數值模擬中的應用.pdf

1、鋁蜂窩是一種優(yōu)良的高強度、高吸能性的輕質材料，在多個工業(yè)領域得到了廣泛的應用。在汽車被動安全領域，利用鋁蜂窩材料的高吸能性，鋁蜂窩被用來制造所有汽車碰撞安全法規(guī)中的非剛性壁障。鋁蜂窩是由粘合劑按照一定規(guī)律涂刷在一剁鋁箔之間，然后將這些鋁箔拉開(膨脹)得到的。這種成型方式和結構決定了鋁蜂窩具有非常強的各向異性，導致其復雜的變形特性。 本文提出采用殼單元構造鋁蜂窩窩孔結構的方法，建立了等比例鋁蜂窩大變形有限單元模型，對鋁蜂窩的異面、

2、共面和剪切動力加載進行了模擬，模擬結果與實驗數據高度吻合，從而證明這種了方法的有效性。為控制鋁蜂窩數值模型的規(guī)模，使其達到工程應用標準，本文采用了擴大鋁蜂窩窩孔孔徑的方式，建立了大比例鋁蜂窩有限單元模型并對其進行了變形模式的優(yōu)化，對大比例鋁蜂窩模型的各種動力加載模擬表明，鋁蜂窩的大比例模型具有和等比例模型非常相近的性質。 為了降低設計成本和提高效率，汽車碰撞過程的計算機仿真已經成為汽車碰撞安全設計與改進的重要方法和手段，因此如何

3、保證仿真的精度及準確性對工程應用起著至關重要的作用。汽車碰撞仿真的精度及準確性除了與有限元軟件自身算法有關外，在很大程度上還依賴于仿真模型的精度，壁障模型的精度就是其中非常重要的一個方面。本文基于對鋁蜂窩大比例殼單元模型的研究，建立了用于汽車偏置前碰壁障PDB（Progressive Deformable Barrier）和ODB（Offset Deformable Barrier）的有限單元模型。所有模型都經過碰撞實驗驗證，結果表明，