[發明專利]一種碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法

有效

• 申請號: 202011157538.5
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112163363B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 丁巨岳;黃良偉;孫旭生
• 申請（專利權）人: 上海中氐實業股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/17
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 王冠宇

1.一種碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述設計方法包括如下設計步驟：

第一步，用計算機程序取橫截面為六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔，且將蜂窩鋁單腔體端口的六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔的六個面切分開，取出蜂窩鋁單腔體的六個表面中的一個互不相連表面；

第二步，將第一步中互不相連表面兩端的兩側均剪掉頂端角，剪裁掉頂端角的長度與寬度均為六邊形邊長的0.05~0.7，使得互不相連表面的兩端均具有凸出邊，再將六個兩端均具有凸邊，且互不相連表面重新拼合成六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔，然后將六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔兩端端口處凸邊朝六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔內側折彎九十度，形成六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔兩端的法蘭邊；

第三步，將第二步在六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔兩端形成的法蘭邊進行平行拉伸，在法蘭邊的六邊形上生成六面體實體單元，再用六面體實體單元來模擬實際蜂窩鋁壁障中蜂窩鋁腔體與隔板之間的粘結膠體的力學特性；

第四步，用計算機程序將粘結膠體附著在第三步中的法蘭邊表面，使得六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔構成附著有粘結膠體后的實體單元；

第五步，將第四步中附著有粘結膠體后的實體單元與隔板連接；隔板是與6片法蘭邊構成的法蘭面平行的平面殼單元，將端部法蘭面附著有粘接膠體單元的六面體實體單元靠近隔板一側的節點，通過數學插值耦合算法與隔板連接；

第六步，將第四步中的單個六邊形的管狀殼體蜂窩鋁單腔通過陣列復制的方法，搭建成蜂窩狀塊體，根據需要建立壁障的長、寬、高確定需要陣列復制的數目，最終形成吸能蜂窩狀壁障的塊體結構模型；

第七步，采用MPDB標準壁障構建法，重復第六步方法，再通過計算機程序搭建吸能蜂窩狀壁障的中間塊體結構模型和吸能蜂窩狀壁障的后端塊結構模型，在不同模塊結構模型之間均設有一片隔板，將不同的蜂窩狀壁障使用膠體模型連接在隔板上，形成三塊一體的整塊壁障；

第八步，通過計算機程序在第七步中的整塊壁障外圍搭建最外面的蓋板模型，將整塊壁障模型包裹在蓋板模型之中；

第九步，通過計算機程序設置粘結膠體模型中材料的力學參數和整體模型的數學控制參數，通過這些力學和數學參數來描述膠體單元在受到外部作用力情況下的變形及受力狀態；同時，在模型中搭建不同的分類組，建立與壁障模型塊對應的模板文件，用于計算結果的自動化報告輸出；

第十步，通過計算機程序在整車設計中，將壁障數字模型加入到整車的仿真模型中，實現碰撞安全仿真的整個過程，計算結束后，通過搭建好的模板文件，通過計算機軟件自動生成仿真結果報告。

2.根據權利要求1所述碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述碰撞蜂窩壁障為碰撞鋁蜂窩壁障。

3.根據權利要求1所述碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述粘結膠體是通過計算機程序設置的，用于連接蜂窩鋁端口與垂直于端口的隔板之間的一種連接方法。

4.根據權利要求1所述碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述橫截面為六邊形的管狀殼體單元的六邊形內切圓或外切圓的半徑9mm～120mm。

5.根據權利要求1所述碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述有限元模型設計方法，適用于設計各國法規標準要求的壁障有限元模型，包括ODB、PDB、MDB、AEMDB、MPDB等中的任意一項有限元壁障模型。

6.根據權利要求1所述碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述第九步中的粘結膠體的力學及數學參數采用基于生物假人數字模型的參數方法，此參數用于應對粘結膠體在極大變形的情況下依然保持較好的精度和穩定性。

7.根據權利要求1所述碰撞蜂窩壁障粘結膠體的有限元模型設計方法，其特征在于，所述第九步中的粘結膠體體模型中材料的參數包括粘結膠體材料參數、粘結膠體粘接面接參數、粘結膠體粘接厚度參數，整體模型的數學控制參數包括蜂窩鋁材料參數、蜂窩鋁壁厚參數、蜂窩鋁內切圓或外切圓參數、蜂窩鋁密度參數、蜂窩鋁壁障塊厚度參數、蜂窩鋁壁障塊長、寬參數，隔板、蓋板材料參數、隔板、蓋板厚度參數。