[发明专利]考虑塑性铰特性的轿车车身梁骨架碰撞建模与分析方法

摘要

本发明涉及一种考虑塑性铰特性的轿车车身梁骨架碰撞建模与分析方法，属于汽车车身设计领域。首先求解轿车车身梁骨架复杂形状断面的横截面积、弯扭惯性矩特性，其次创建轿车车身梁骨架模型，然后生成薄壁梁单元的塑性铰模型特性，赋值给Belytschko‑Schwer（BS）梁单元的材料特性，该材料特性选取LS‑DYNA软件的MAT 29号材料类型；最后生成LS‑DYNA软件可以求解的关键字文本文件，调用LS‑DYNA软件进行碰撞求解。采用梁单元搭建车身骨架模型，塑性铰模型模拟梁的弯曲、扭转以及压溃变形，进行碰撞分析，求解结果可靠，方便用户操作，极大缩减了建模周期，将会对轿车车身设计有重要的指导作用。

主权项

1.一种考虑塑性铰特性的轿车车身梁骨架碰撞建模与分析方法，其特征在于：包括以下步骤：1)首先绘制复杂断面的几何形状，包含开口断面、闭口单室断面、闭口双室断面、闭口三室断面、以及以上三种闭口断面带有翻边的情况，也就是闭口+开口的情形，共七种类型断面形状；然后求解以上七种断面的静态力学特性和动态塑性铰特性，静态力学特性包括：静态弯曲惯性矩、静态扭转惯性矩以及静态断面面积；动态塑性铰特性包括：动态塑性圧溃特性、动态塑性弯曲特性以及动态塑性扭转特性；2)创建轿车车身梁骨架模型，采用BS梁搭建车身骨架模型，该BS梁采用LS‑DYNA软件的Belytschko‑Schwer梁单元；3)生成薄壁梁单元的塑性铰模型特性，赋值给BS梁单元的材料特性，该材料特性选取LS‑DYNA的MAT 29号材料类型；4)生成LS‑DYNA软件可以求解的关键字文本文件，调用LS‑DYNA软件进行碰撞求解；步骤1)中所述的动态塑性圧溃特性的定义以及求解方法：对每个薄壁梁划分有限元板单元网格，将薄壁梁碰撞刚性墙，从而得到碰撞支反力与圧溃量的关系，也即塑性圧溃特性；动态塑性弯曲特性的定义以及求解方法：对每个薄壁梁划分有限元板单元网格，将薄壁梁一端固定，绕Y轴或Z轴弯曲另一端，从而得到弯矩与弯曲角度的关系，也即塑性弯曲特性；动态塑性扭转特性的定义以及求解方法：对每个薄壁梁划分有限元板单元网格，将薄壁梁一端固定，绕X轴扭转另一端，从而得到扭矩与扭转角度的关系，也即塑性扭转特性。