C-NCAP工况下铝合金动态力学与失效特性仿真分析

车用材料在碰撞过程中易发生断裂失效,从而影响部件的能量吸收,断裂失效模拟的准确性会影响整车以及部件的仿真精度。而断裂行为的发生与材料性能以及部件的受力状态直接相关,通过设计不同应力状态下的材料样件,对车用6系铝合金材料的动静态力学性能以及GISSMO失效模型的参数进行测试,并建立适合于工程应用的CAE仿真分析材料卡片,对基于C-NCAP工况下的方管动态压溃试验进行对标分析,从而验证失效模型的精确性。

压电层合梁静动力学分析的高精度梁单元

给出了一个对复合材料压电层合梁进行数值分析的高精度压电层合梁单元。基于Shi三阶剪切变形板理论的位移场和Layer-wise理论的电势场,用力-电耦合的变分原理及Hamilton原理推导了压电层合梁单元列式。采用拟协调元方法推导了一个可显式给出单元刚度矩阵的两节点压电层合梁单元,并应用于压电层合梁的力-电耦合弯曲和自由振动分析。计算结果表明,该梁单元给出的梁挠度和固有频率与解析解吻合良好,并优于其它梁单元的计算结果,说明了本文所给压电层合梁单元的可靠性和准确性。研究结果可为力-电耦合作用下压电层合梁的力学分析提供一个简单、精确且高效的压电层合梁单元。

钢-铝混合连接接头动态力学性能研究

钢-铝异种材料的可靠连接以及接头精确化建模是钢-铝混合车身发展过程中亟需解决的关键问题。针对车用钢-铝板材连接工艺及仿真分析,对于不同材料组合的多种连接工艺的接头性能进行了精准化力学性能测试。结果表明:相比单纯的铆接工艺,胶铆组合的连接工艺可在几乎不影响接头剥离强度的同时显著提升钢-铝、铝-铝连接接头剪切失效强度。此外,通过零部件动态冲击试验和基于Ls-Dyna有限元分析软件的仿真分析验证了所开发接头仿真分析卡片的准确性。研究结果以及接头卡片开发方案对整车轻量化研发以及碰撞安全仿真结果精度的提升具有重要参考意义。

基于异种钢材焊点失效的仿真建模方法及验证

目前点焊是车身主要的连接方式,当发生汽车碰撞时,焊点连接的失效将对整车的碰撞性能产生影响,进而产生不必要的损失,所以对焊点失效模拟的研究对提高汽车碰撞的模拟精度有非常重要的意义。针对整车不同材料之间焊点性能不同而导致失效模拟精度不高的问题,通过试验测试和仿真数值模拟方法对电阻点焊的失效进行研究,构建两种金属板材不同焊点力学性能试验获取焊点不同方向失效参数,通过口字型梁的压溃仿真与试验结果对比,验证了两种金属板材焊点失效参数的有效性。结果表明,焊点不同方向的受力差异较大,试验测试得到的焊点失效参数能真实反映焊点受力和失效情况,仿真得到的峰值载荷与试验结果的误差小于2.9%,可以满足工程开发要求。