[發明專利]塑料件碰撞斷裂仿真分析方法及汽車儀表板總成結構優化方法

有效

• 申請號: 202011642321.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112765788B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 孫正峰;歐炳鋒;徐靜;歐遠輝
• 申請（專利權）人: 成都航天模塑股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15
• 代理公司: 成都元信知識產權代理有限公司 51234
• 代理人: 趙道剛

本發明中公開了一種塑料件碰撞斷裂仿真分析方法、汽車儀表板總成結構優化方法及汽車儀表板總成碰撞斷裂區域弱化結構，所述仿真分析方法包括：建立塑料件仿真模型，對模型進行碰撞斷裂仿真分析，獲取塑料件模型上的碰撞斷裂區域以及碰撞斷裂區域內的斷裂路徑和斷裂位置；根據塑料件模型上所確定的斷裂路徑和斷裂位置，對塑料件進行碰撞斷裂仿真分析，獲取塑料件的碰撞斷裂性能。本發明中通過準確獲取塑料件上的碰撞斷裂區域以及碰撞斷裂區域內的斷裂路徑和斷裂位置，可提高對塑料件碰撞斷裂性能的分析精度，提高汽車塑料件的開發能力；可用于對儀表板總成的優化，大大縮短了產品開發周期，節約了項目開發成本。

技術領域

本發明涉及結構優化設計技術領域，特別涉及一種塑料件碰撞斷裂仿真分析方法，汽車儀表板總成結構優化方法，以及采用該優化方法所得到的汽車儀表板總成碰撞斷裂區域弱化結構件。

背景技術

隨著汽車輕量化的要求，塑料件以其優良的綜合性能在汽車結構件中得到大量的應用；同時根據汽車安全性的要求，塑料件既要具有一定的結構強度，同時在車輛發生碰撞事故時，要求乘員與塑料件發生碰撞的作用力達到一定值時塑料件能夠發生斷裂，以減小對乘員的傷害；因此對塑料件的碰撞斷裂的精確分析，對汽車塑料件的結構設計有著重要的意義。

儀表板總成是汽車內飾件中的關鍵部件，除了要滿足功能性要求外，還要滿足各種安全法規的要求；隨著汽車安全性能的逐步提高，汽車儀表板板總成頭部碰撞、膝部碰撞等方面的碰撞性能逐漸受到乘客的重視；如汽車儀表板總成膝部碰撞力需要滿足一定的目標值要求(如行業標準中要求膝碰力＜3kN)，才能保護乘員在汽車碰撞中膝蓋的安全。

目前行業企業在進行儀表板總成設計時，通常會進行儀表板總成的膝部碰撞模擬仿真分析，但是往往模擬仿真分析的準確度較差，模擬仿真得到的性能數據與實際實驗數據之間的誤差大約在25%左右。這樣就導致所設計的儀表板總成在膝碰性能上不能滿足標準要求，無法通過膝碰碰撞性能測試，需要對結構進行反復的改進；而每次產品結構改進所帶來的模具二次加工、實驗等，大幅增加了儀表板總成的開發成本和周期。

發明內容

本發明針對現有相關技術中存在的無法對汽車塑料件碰撞斷裂性能進行準確分析的問題，提供一種塑料件碰撞斷裂仿真分析方法，可通過對塑料件上斷裂路徑、斷裂位置的準確分析，實現對塑料件碰撞斷裂的精確分析。

本發明的目的還在于提供一種汽車儀表板總成結構優化方法，以及采用該優化方法所得到的汽車儀表板總成碰撞斷裂區域弱化結構件，實現對儀表板總成結構的優化設計，使其碰撞性能滿足標準要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

塑料件碰撞斷裂仿真分析方法，建立塑料件仿真模型，對模型進行碰撞斷裂仿真分析，獲取塑料件模型上的碰撞斷裂區域以及碰撞斷裂區域內的斷裂路徑和斷裂位置；

根據塑料件模型上所確定的斷裂路徑和斷裂位置，對塑料件進行碰撞斷裂仿真分析，獲取塑料件的碰撞斷裂性能。

上述技術方案中，進一步地，所述獲取塑料件模型上的碰撞斷裂區域以及碰撞斷裂區域內的斷裂路徑和斷裂位置，包括以下步驟：

S101、對塑料件模型劃分網格單元并建立材料屬性、斷裂模式，對模型進行碰撞斷裂仿真分析，根據分析的結果確定塑料件上的碰撞斷裂區域；

S102、在所述碰撞斷裂區域內選取任一斷裂路徑，對所述斷裂路徑上的網格單元進行細分處理，將所述網格單元在沿與斷裂路徑平行的方向上等分為n個細分網格單元，形成n個細分單元層，n為大于等于3的整數；

S103、逐一選取n個細分單元層的其中之一進行斷裂分析，得到新的斷裂路徑，將得到的所述新的斷裂路徑與選取的斷裂路徑進行比較；

S104、根據比較的結果，確定所述碰撞斷裂區域內的斷裂路徑和斷裂位置。