基于LS-DYNA农用三轮车车架的碰撞仿真*

王会刚，崔　钺，王　伟

(唐山学院 机电工程系， 河北 唐山　063000)

0　引　言

农用三轮车以其轻便快捷、易驾驶、占用面积小、通过能力强、价格低廉等显著特点，已发展成为现代社会应用最广泛的交通工具之一。随着中国经济实力的增强，越来越多的厂商生产农用三轮车，越来越多的人选择农用三轮车作为交通工具。农用三轮车数量急剧增加，也经常发生交通事故，而很多事故造成伤害的主要原因是车架强度不够，碰撞时出现车架严重损坏。这就要求设计过程中，对车架的刚度、强度等有准确分析。采用数值方法，仿真分析了农用三轮车与刚体碰撞时车架的应力状态、能量变化等，分析结果对农用三轮车的设计有重要的指导意义。

1　车架实体和网格模型

LS-DYNA是世界上最著名的通用显式非线性有限元分析程序，既能求解各种非线性结构的碰撞等动力冲击问题，也能进行裂纹扩展分析、欧拉场分析和多物理场耦合分析等[1]。在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包，在军用和民用领域使用都非常广泛，与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。车架实体模型，根据JY100H系列农用三轮车型建立。最终实体模型如图1所示。

建立有限元模型时，因车架属于“型材焊接结构”，为使计算结果精确，使用壳单元SHELL163进行网格划分。SHELL163 是一个4节点单元，有弯曲和膜特征，可加平面和法向载荷[2]。单元在每个节点上有12个自由度：在节点x,y,和z方向的平动、加速度、速度和绕x,y,和z轴的转动[3]。……