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显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

姚松 田红旗 高广军

姚松, 田红旗, 高广军. 显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(1): 13-16.
引用本文: 姚松, 田红旗, 高广军. 显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用[J]. 交通运输工程学报, 2003, 3(1): 13-16.
YAO Song, TIAN Hong-qi, GAO Guang-jun. Explicit finite element method for vehicle crashworthiness[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3(1): 13-16.
Citation: YAO Song, TIAN Hong-qi, GAO Guang-jun. Explicit finite element method for vehicle crashworthiness[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2003, 3(1): 13-16.

显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 50175110

详细信息
    作者简介:

    姚松(1975-), 男, 湖北公安人, 中南大学讲师, 博士生, 从事列车结构撞击动力学研究

  • 中图分类号: U271;U270.2

Explicit finite element method for vehicle crashworthiness

More Information
    Author Bio:

    YAO Song(1975-), male, a doctoral student of Central South University, engaged in research of vehicle crash dynamics

  • 摘要: 基于连续介质理论, 通过建立车辆碰撞的控制方程, 在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散, 得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法, 使位移计算显式化, 避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题, 并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路, 并对算例进行了数值模拟。结果表明, 该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的, 显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一, 但是需要进行部分撞击试验, 进一步修正模型后提高其分析精度

     

  • 图  1  车辆结构变形序列

    Figure  1.  Deformation sequences of car-body structure

    图  2  吸收冲击动能与压缩行程曲线

    Figure  2.  Absorbed impacting kinetic vs compress distance

    图  3  撞击力与时间曲线

    Figure  3.  Impacting force vs time

    图  4  弹变结构三个单元位置

    Figure  4.  Three elements locations on elastic structure

    图  5  弹变结构三个单元应力与时间曲线

    Figure  5.  Stress on elastic structure vs time

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出版历程
  • 收稿日期:  2002-09-29
  • 刊出日期:  2003-03-25

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