汽车碰撞蜂窝铝壁障有限元建模方法研究①

郭正辉， 朱西产， 李 霖

(同济大学汽车学院，上海 201804)

0 引言

随着社会关注度和法规要求的不断提高，各汽车厂商都在汽车安全研发上投入了大量的精力，汽车碰撞试验越来越多.在汽车碰撞试验中，正面偏置可变形壁障(ODB)和侧面移动可变形壁障(MDB)是必不可少的组成部分.出于成本考虑，将来的汽车安全研发，将越来越倚重于虚拟仿真.对于汽车碰撞仿真来说，壁障模型的准确性对于仿真结果的准确性和可靠性有着决定性的影响.如果壁障模型的精度不够，那么模拟仿真将没有意义.因此，鉴于壁障模型的重要性，人们开发了各种类型的壁障模型用于碰撞模拟.

为了开发高精度的壁障模型，同时考虑计算经济性，必须了解各种建模方法的优势和缺点.出于此目的，本文总结了壁障的各种建模方法，并详细分析各种建模方法的优缺点，同时总结了ODB和MDB不同的验证方法.

1 蜂窝铝壁障建模方法及比较

用于碰撞试验的壁障通常是由蜂窝铝制成，蜂窝铝材料是由铝箔经胶结拉伸生成，属于三向异性材料，每个六边形孔与相邻六边形孔的共享边是由两层铝箔胶结构成.沿着六边形孔的方向设定为T方向，在与T方向垂直的平面上，与双层边平行的方向为L方向，垂直于双层边的方向为W方向[1]，如图1所示.其中T方向强度最高，通常大于L方向和W方向一个数量级[2].

图1 蜂窝铝材料各方向定义

图2 碰撞后的ODB

蜂窝铝失效模式复杂，沿着三个方向有不同的……