[發明專利]一種汽車泡沫塑料材料的碰撞仿真模擬方法

有效

• 申請號: 202010588159.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111753373B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 姚宙;蘆強強;朱學武;王孫斌
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉程程

本發明公開了一種汽車泡沫塑料材料的碰撞仿真模擬方法，進行泡沫塑料材料樣片級材料試驗，以獲得包括不同試驗力狀態下的試驗力?位移曲線及不同應力狀態下材料的失效應變在內的材料數據；結合步驟S1試驗獲得的材料數據，應用LS?DYNA有限元分析軟件，建立泡沫塑料的MAT*_083號材料卡和MAT*_ADD_EROSION材料卡，并確定材料卡需要標定的參數；建立材料試驗仿真模型，開展包括非失效部分和失效部分在內的材料試驗標定；開展泡沫塑料高速沖擊試驗，將標定后的材料卡代入泡沫塑料高速沖擊仿真模型中，通過泡沫塑料試驗標定，確認最終泡沫塑料高速沖擊試驗仿真模型。本發明能夠實現對汽車泡沫塑料材料形變及斷裂失效特性的準確仿真模擬。

技術領域

本發明屬于汽車泡沫塑料材料的仿真模擬測試技術領域，具體涉及一種汽車泡沫塑料材料的碰撞仿真模擬方法。

背景技術

隨著我國汽車保有量的不斷上升，交通事故發生率愈發頻繁；為改善低速碰撞的耐撞性和維修經濟性，減少碰撞事故對行人的傷害，在汽車前后端使用了大量的泡沫塑料材料。準確模擬汽車碰撞過程中泡沫塑料的變形破壞成為汽車安全設計仿真的一個新的挑戰。現有的泡沫塑料材料仿真方法并沒有考慮失效破壞，在實際試驗中泡沫塑料，特別是汽車上常用的硬質泡沫塑料在高速沖擊下常常會發生局部失效破壞，對于主機廠而言，如何獲得各種泡沫塑料材料的準確斷裂失效特性成為安全性能開發的重點和難點。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明公開了一種汽車泡沫塑料材料的碰撞仿真模擬方法，以實現對汽車泡沫塑料材料形變及斷裂失效特性的準確仿真模擬。結合說明書附圖，本發明的技術方案如下：

一種汽車泡沫塑料材料的碰撞仿真模擬方法，所述碰撞仿真模擬方法具體步驟如下：

S1：進行泡沫塑料材料樣片級材料試驗，以獲得包括不同試驗力狀態下的試驗力-位移曲線及不同應力狀態下材料的失效應變在內的材料數據；

S2：結合步驟S1試驗獲得的材料數據，應用LS-DYNA有限元分析軟件，建立泡沫塑料MAT*_083材料卡和MAT*_ADD_EROSION材料卡，并確定材料卡需要標定的參數；

S3：建立材料試驗仿真模型，開展包括非失效部分和失效部分在內的材料試驗標定；

S4：開展泡沫塑料高速沖擊試驗，將步驟S3中獲得的標定后的材料卡代入泡沫塑料高速沖擊仿真模型中，通過泡沫塑料試驗標定，確認最終泡沫塑料高速沖擊試驗仿真模型。

進一步地，步驟S1中，所述試驗包括：靜態拉伸、動態拉伸、靜態壓縮、動態壓縮、靜態缺口壓縮以及靜態缺口剪切試驗；

在所述靜態拉伸試驗過程中，獲得靜態拉伸應力應變曲線、拉伸彈性模量、靜態拉伸力位移曲線、失效體積應變、失效剪切應變和最大等效塑性應變；

在所述動態拉伸試驗過程中，獲得動態拉伸力位移曲線和最大等效塑性應變；

在所述靜態壓縮試驗過程中，獲得靜態壓縮應力應變曲線、靜態壓縮卸載應力應變曲線和靜態壓縮力位移曲線；

在所述動態壓縮試驗過程中，獲得動態壓縮應力應變曲線、不同應變率對應的壓縮加載應力應變曲線和動態壓縮力位移曲線；

在所述缺口壓縮試驗過程中，獲得缺口壓縮力位移曲線、失效體積應變和最大等效塑性應變；

在所述缺口剪切試驗過程中，獲得缺口剪切力位移曲線、獲得失效剪切應變和最大等效塑性應變。

進一步地，步驟S2中，MAT*_083材料卡中需要標定的參數包括：密度、拉伸彈性模量、泊松比、壓縮卸載應力應變曲線和不同應變率的壓縮加載應力應變曲線；

MAT*_ADD_EROSION材料卡中需要標定的參數包括：失效剪切應變、失效體積應變、最大等效塑性應變以及失效應變單元尺寸效應參數。