材料应变率对汽车碰撞性能影响的研究

为研究材料应变率对整车碰撞性能的影响,建立了某微型车正面碰撞仿真有限元模型,对车身前部进行了考虑和不考虑材料应变率效应的正面碰撞仿真,并在碰撞变形、B柱加速度、碰撞力和碰撞能量等方面与试验结果进行对比,结果表明材料的应变率对整车碰撞性能的主要参数有较大的影响,考虑材料应变率效应的仿真结果与试验结果比较接近。     

超高强钢材料碰撞失效行为仿真预测技术研究

为了提高超高强钢材料在整车碰撞过程中的失效行为仿真预测精度，对比分析了主流求解器LS＿DYNA中GISSMO等6种典型失效模型的原理，并针对GISSMO失效模型中影响整车碰撞失效仿真精度最为关键的参数材料断裂极限应变及网格尺寸修正特性设置方法进行了研究。断裂极限应变标定过程中应变路径存在非线性，需要采用加载历程平均应力三轴度来进行描述；默认的网格修正设置方法难以兼顾不同应力状态，采用自定义的网格尺寸修正设置方法可以有效提高典型应力状态下不同网格尺寸模型仿真预测结果的一致性。     

网格变量映射方法在有限元分析中的应用

汽车车身零件的冲压成形和碰撞两种仿真对有限元模型网格的要求不同.为了实现不同类型网格模型之间变量的传递,提出了一种基于等参元逆变换的网格变量映射新方法.该方法通过碰撞模型节点在冲压模型中的精确定位和网格模型之间节点变量的插值,将板料冲压过程中材料性能变化后的实际状态变量(如厚度、应力和应变)精确映射到碰撞仿真模型中.将该方法应用于某轿车前保险杠碰撞仿真的结果表明,该映射方法能很好地实现有限元分析的网格前处理,在精确传递网格变量的同时将冲压效应引入碰撞仿真中,从而提高汽车碰撞仿真的效率和精度.     

基于冲压成形前后网格变化研究汽车碰撞仿真中的冲压效应

为提高碰撞仿真的精度而研究汽车车身钣件在成形过程中的冲压效应,提出了根据冲压前后网格的变形计算出板料的厚度变化、应变分量和等效应变的设想,并相应地推导出计算公式和开发了一个FORTRAN程序。通过以一拉深零件成形为例与有限元软件LS-DYNA的分析进行对比,两者的结果相当接近。表明该设想是可行的,计算结果文件可直接供碰撞仿真使用。     

人工气候下腐蚀预应力钢绞线的力学性能研究

为了研究腐蚀预应力钢绞线的力学性能,通过人工气候试验箱获取了腐蚀预应力钢绞线样本,进而开展静力拉伸和电镜扫描试验,分析腐蚀对预应力钢绞线屈服强度、极限强度、极限应变及弹性模量的影响,探讨腐蚀预应力钢绞线微结构和断口变化特征,并在此基础上建立了腐蚀预应力钢绞线本构关系模型。研究结果表明:腐蚀对钢绞线力学性能的影响随着腐蚀程度而逐渐发生改变。在腐蚀率较低的情况下,钢绞线的极限应变随腐蚀率的增加近似地线性降低,极限强度轻微下降,腐蚀对钢绞线弹性模量与屈服强度影响较小;当腐蚀率增大到临界值后,钢绞线的极限应变减少较大,具有明显脆性失效特征,但对弹性模量与屈服强度的影响依然较小。钢绞线轻度腐蚀时,其本构模型可用弹性-硬化双线性模型表征,当腐蚀率超过临界值时,其本构关系转变为单线性模型。     

汽车碰撞试验假人皮肤材料的参数研究

为了对假人有限元模型的开发提供准确的皮肤材料参数,对汽车碰撞试验假人皮肤材料进行了应变率分别为0.001、0.01、0.1和2 s-1以及压缩率分别为10%、20%和30%的单轴压缩试验,并通过试验数据拟合得出二阶Ogden模型参数。建立该压缩试验的有限元仿真模型。通过混合遗传算法(GA-LFOP)对二阶Ogden模型中4个材料参数进行优化,获得一组最佳拟合参数。利用不同碰撞速度下的假人头部跌落试验对反求得到的材料参数进行验证。仿真与试验结果吻合良好,误差小于4%。     

薄壁方管在冲击载荷下的应变及应变率特性

在汽车碰撞模拟过程中,材料的应变率效应已经得到越来越多地关注和应用,要求更全面地认识材料应变率效应对模拟结果的影响情况。本文选择具有应变率效应的材料以及薄壁方形管件为研究对象,通过模拟分析验证了材料应变率效应的引入对计算结果的影响,同时分析了冲击载荷下的方管典型区域的有效塑性应变及塑性应变率分布情况。     

配筋超高性能混凝土梁有限元分析研究

超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)作为一种新型的水泥基复合材料,在力学性能上具有高抗压强度、高抗拉强度、高弹性模量、高耐久性且徐变特性良好的优点。通过ABAQUS有限元分析,主要研究了在普通钢筋UHPC-T梁方案下,钢筋直径(配筋率)、钢筋强度等级、UHPC抗拉强度和UHPC极限拉应变对UHPC-T梁抗弯性能的影响。根据参数分析结果,对于普通钢筋配筋的UHPC梁,钢筋直径(配筋率)和钢筋强度等级的改变对抗弯承载力的提高作用较为明显,钢筋强度等级的改变可以显著提高屈服荷载值,而UHPC抗拉强度的提高对于开裂荷载影响较大,UHPC极限拉应变主要影响梁体的延性。     

汽车碰撞数据模拟中应变率效应问题的讨论

讨论了汽车碰撞数值计算中的应变率效应问题，分析将静间性塑性理论和应变率有关理论中的Ｓｙｍｏｎｄｓ模型引入材料的本构关系中，并用试验考证和分析了两种本构关系模型计算结果的影响。     

板料成型中的三参数Barlat—Lian材料模型

在板材成型过程中，需要精确地描述材料各向异性特征，讨论了描述金属材料力学特征理论的进展，给出了三参数Ｂａｒｌａｔ－Ｌｉａｎ各向异性屈服函数材料模型；用有限元方法对膨胀形过程进行了数值模拟，研究了不同类型屈服函数对计算精度的影响。