一种用于商用车顶部抗压评估的仿真分析方法与流程

本发明涉及一种用于商用车顶部抗压评估仿真分析方法，属于车辆安全性仿真测试。

背景技术：

1、顶部抗压是模拟车辆在翻滚后，顶部接触地面的情况下的车身响应情况。较高的车身顶部抗压能力可以有效的减小翻滚后的车身顶部变形，保持乘员舱生存空间，减少事故中的乘员损伤。目前美国标准fmvss216a适用于商用车的顶部抗压能力测试，其适用的车辆范围为车辆质量小于4536kg的m1车型，车顶承受载荷为车辆整备质量的３倍，并规定指定位置处假人头部受力值不能超过222ｎ，目的是发生翻滚事故时，保障乘员头部有充足的生存空间。

2、对于提高整车顶压性能方面，主要是通过优化车顶结构、使用先进材料以及应用新工艺等途径来实现，随着国内高强钢材料开发的种类日益丰富、材料性能大幅提高，使用高强钢进行材料替换对车辆减重并且提高其安全性能的方法被汽车主机厂广泛采用。为分析材料替换后顶部抗压性能的优劣，设计人员经常采用仿真分析的手段进行分析，基于非线性有限元分析方法建立分析模型，有限元模型根据试验得到的材料应力应变关系曲线定义结构的材料非线性特性，设置结构各部件的碰撞接触运动关系，进行仿真分析得到顶部强度的承载力与时间曲线并进行评判。目前，已有技术对于车辆的顶部抗压分析一般对整款车身建立有限元模型，由于车身部件大约300多个，这使得分析过程耗时很长，工作量较为繁重。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种用于商用车顶部抗压评估仿真分析方法，参考整车的试验流程，对涉及顶部抗压性能的关键部件建立分析子系统，并进行分析，大大节约了分析时间，解决已有技术存在的上述技术问题。

2、本发明的技术方案是：

3、一种用于商用车顶部抗压评估仿真分析方法，其包含以下步骤：

4、步骤1、建立顶部抗压的子系统分析模型；参考整车的试验流程，在有限元分析过程中约束a柱、b柱、前风窗横梁、顶盖横梁和顶盖侧板的自由度，建立顶部抗压的子系统分析模型；

5、步骤2、检查模型质量；为确保分析结果的准确性，需对分析模型进行模型质量检查；要求沙漏能和接触能的各个能量曲线平稳光滑，数值合理，不存在能量突变；

6、步骤3、输入原设计信息进行有限元分析，采集结果；得到加载过程中的力-时间曲线和力-位移曲线；

7、步骤4、设计关键零部件材料替换方案；根据轻量化减重和成本控制目标要求，进行选材和厚度设计；

8、步骤5、输入新设计信息进行有限元分析并采集结果；得到加载过程中的力-时间曲线和力-位移曲线；

9、步骤6、方案对比分析；得到顶部抗压峰值力、零件总质量、峰值力时间和峰值力位移的对比参数，进行优劣比较，从而初步确定优化方案的可行性。

10、所述步骤6的优化方案，车身顶部抗压峰值力由24.22kn增加到38.92kn，提升率为60.69%。

11、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：参考整车的试验流程，对涉及顶部抗压性能的关键部件建立分析子系统，并进行分析，大大节约了分析时间；本发明可用于涉及顶部抗压性能的关键部件材料替换前后性能提升对比分析，对材料替换后的顶压性能评估具有一定的指导意义。

技术特征：

1.一种用于商用车顶部抗压评估仿真分析方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于商用车顶部抗压评估仿真分析方法，其特征在于：所述步骤6的优化方案，车身顶部抗压峰值力由24.22kn增加到38.92kn，提升率为60.69%。

技术总结
本发明提供了一种用于商用车顶部抗压评估仿真分析方法，属于车辆安全性仿真测试技术领域。技术方案是：包含建立顶部抗压的子系统分析模型、检查模型质量、输入原设计信息进行有限元分析并采集结果、设计关键零部件材料替换方案、输入新设计信息进行有限元分析并采集结果、方案对比分析步骤。本发明提供的仿真分析方法主要参考整车的试验流程，对涉及顶部抗压性能的关键部件建立分析子系统，并进行分析，大大节约了分析时间，可用于涉及顶部抗压性能的关键部件材料替换前后性能提升对比分析，对材料替换后的顶压性能评估具有一定的指导意义。

技术研发人员：齐建群,李月林,杜雁冰,陈菲,高江涛,赵艳,蒋昭阳
受保护的技术使用者：唐山钢铁集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7