CN105956272A - 在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法 - Google Patents

在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105956272A
CN105956272A CN201610287055.4A CN201610287055A CN105956272A CN 105956272 A CN105956272 A CN 105956272A CN 201610287055 A CN201610287055 A CN 201610287055A CN 105956272 A CN105956272 A CN 105956272A
Authority
CN
China
Prior art keywords
windscreen
efgm
simulation
fragmentation
employing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610287055.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105956272B (zh
Inventor
田雨农
王冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Roiland Technology Co Ltd
Original Assignee
Dalian Roiland Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Roiland Technology Co Ltd filed Critical Dalian Roiland Technology Co Ltd
Priority to CN201610287055.4A priority Critical patent/CN105956272B/zh
Publication of CN105956272A publication Critical patent/CN105956272A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105956272B publication Critical patent/CN105956272B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，具体步骤如下：风窗玻璃采用N面体单元进行背景网格预置；采用整体式建模，赋予风窗玻璃塑性损伤失效的弥散本构,采用内聚元断裂法判定离散点之间承受多大力时，发生脱离；采用标定试验相应车型风窗玻璃本构参数和EFGM算法参数；将风窗玻璃装配至整车模型内，对整车碰撞进行仿真分析：如果整车碰撞的仿真过程及其结果符合预期的真实情况，则给出零部件损伤评定；如果整车碰撞的仿真过程及其结果不符合预期的真实情况，则调整模型。引入内聚元断裂法则的EFGM避免了传统FEM的网格依赖性缺陷，得以保证裂纹路径的随机特征，更真实地表达材料性能、还原碰撞事件。

Description

在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法
技术领域
本发明属于汽车碰撞建模领域，具体说是一种在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法。
背景技术
CAE技术在汽车行业的应用已日渐完善，从汽车零部件设计到整车性能分析；从汽车结构刚强度到内外流场分析；从传统材料的使用到新型材料的轻量化要求，CAE技术均发挥着巨大的指导作用。尤其在汽车碰撞领域，CAE分析已形成了成熟的NCAP等一系列规范，在车辆碰撞事件中给予了详细的分析指导。然而现阶段车辆碰撞事件CAE仿真中，是以FEM为主的。FEM虽然具有高效、稳定、高精确度的优点，也存在一些无法避免的缺陷。在对脆性、半脆性材料仿真评估中，如果使用FEM描述脆性断裂，对断裂路径的捕捉很大程度上依赖于网格密度和单元质量，同时难以避免地产生伪变形能误差以及网格畸变甚至是负体积等问题。
由于断裂问题存在路径随机性的问题，一些无网格技术，如SPH、DEM、EFGM等，被逐渐引入到脆性材料的断裂模拟中。这些相对成熟且商业化程度较高的无网格技术中，SPH更适宜描述流动性较强的材料和材料的流动行为，DEM则在对材料的强度评估上存在精度不足的问题。
发明内容
针对现有技术存在上述缺点或者不足，本发明提供了一种在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，对断裂路径的随机性和材料强度的评估给予了足够的精度和可靠性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，具体步骤如下：
S1.风窗玻璃采用N面体单元进行背景网格预置；
S2.采用整体式建模，赋予风窗玻璃塑性损伤失效的弥散本构,采用内聚元断裂法判定离散点之间承受多大力时，发生脱离；
S3.采用标定试验相应车型风窗玻璃本构参数和EFGM算法参数：
如果仿真结果与标定试验保持一致，则进行步骤S4；
如果仿真结果与标定试验不一致，则继续调参，直至满足要求；
S4.将风窗玻璃装配至整车模型内，对整车碰撞进行仿真分析：如果整车碰撞的仿真过程及其结果符合预期的真实情况，则给出零部件损伤评定；如果整车碰撞的仿真过程及其结果不符合预期的真实情况，则调整模型。
进一步的，步骤S1中的N面体单元为四面体单元。
进一步的，步骤S2中弥散本构为Lami nated_g l ass弥散本构。
进一步的，对于脆性材料，采用刚性内聚元法，裂纹的扩展以最大抗拉强度为准。
进一步的，对于半脆性材料，采用塑性内聚元法，裂纹的扩展仍以最大拉应力为准。
更进一步的，步骤S4中，装配至整车有限元模型内。
更进一步的，上述方法中采用MLSA构建形函数，Ga l erki n弱形式建立系统离散方程，边界引入拉格朗日乘子。
作为更进一步的，上述风窗玻璃为夹层玻璃。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：引入内聚元断裂法则的EFGM避免了传统FEM的网格依赖性缺陷，得以保证裂纹路径的随机特征，更真实地表达材料性能、还原碰撞事件。背景网格空间积分，保证了计算精度，给出零件损伤评定的稳定性和可靠性，在不失精度的同时，又保证了计算效率。
附图说明
本发明共有附图6幅：
图1为本发明流程框图；
图2为四面体单元预置背景网格示意图；
图3为刚性内聚元法坐标图；
图4为塑性内聚元法坐标图；
图5为风窗玻璃装配至整车模型内示意图；
图6为整车正面碰撞仿真示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。EFGM作为一种无网格技术，采用MLSA构建形函数，Ga l erki n弱形式建立系统离散方程，边界引入拉格朗日乘子，借由背景网格进行空间积分，既能避免FEM的一些天然缺陷，又能保证计算精度。
实施例1
在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，具体步骤如下：
S1.风窗玻璃采用4面体单元(4-node tetrahedron)进行背景网格预置；
S2.采用整体式建模，赋予风窗玻璃塑性损伤失效的弥散本构，采用内聚元断裂法判定离散点之间承受多大力时，发生脱离，即表达出断裂的效果；
S3.采用标定试验相应车型风窗玻璃本构参数和EFGM算法本身参数：如果仿真结果与标定试验保持一致，则进行步骤S4；如果仿真结果与标定试验不一致，则调整风窗玻璃本构参数和EFGM算法本身参数；
为使对标仿真与试验保持一致，需要不断调参，直至与试验吻合，并有可能需要设置对照试验以检验参数适应性；
S4.将风窗玻璃装配至装配至整车有限元模型内，对整车碰撞进行仿真分析：如果整车碰撞的仿真过程及其结果符合预期的真实情况，则给出零部件损伤评定；如果整车碰撞的仿真过程及其结果不符合预期的真实情况，则调整模型。
对于脆性材料，采用刚性内聚元法，裂纹的扩张以最大抗拉强度为准，考虑材料裂纹萌生及扩展，使得裂纹的扩展可沿紧支撑空间内的任意方向进行,如图3所示。对于半脆性材料，采用塑性内聚元法，裂纹的扩张仍以最大拉应力为准；即考虑了材料的塑性应变部分，同时以等效塑性应变和最大拉应力来控制裂纹的萌生，如图4所示。
考虑PC/PMMA类高分子材料成分配比的变化会带来材料性能的巨大差异，通过试验法标定相应车型车灯的上述参数，以保证提高了材料本构、内聚元法、EFGM算法参数的精度和适用性；在上述参数基本确定后，装配至整车有限元模型内，完成整车碰撞分析，给出零部件损伤评定。
本发明有别于传统技术，对于整车碰撞中的半脆性材料，风窗玻璃，借助EFGM进行仿真，并应用于零件损伤评定，保证了损伤的可靠性；本构模型以及内聚元法阀值的试验法参数标定，保证了材料性能的真实性和有效性；分析中对于边界条件、积分方式以及时间步长控制的合理匹配，提高了计算效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1.风窗玻璃采用N面体单元进行背景网格预置；
S2.整体式建模，赋予风窗玻璃塑性损伤失效的弥散本构,采用内聚元断裂法则判定离散点之间承受多大力时，发生脱离；
S3.采用标定试验相应车型风窗玻璃本构参数和EFGM算法参数：
如果仿真结果与标定试验保持一致，则进行步骤S4；
如果仿真结果与标定试验不一致，则继续调参，直至满足要求；
S4.将风窗玻璃装配至整车模型内，对整车碰撞进行仿真分析：如果整车碰撞的仿真过程及其结果符合预期的真实情况，则给出零部件损伤评定；如果整车碰撞的仿真过程及其结果不符合预期的真实情况，则调整模型。
2.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，步骤S1中的N面体单元为四面体单元。
3.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，步骤S2中弥散本构为Laminated_glass弥散本构。
4.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，对于脆性材料，采用刚性内聚元法，裂纹的扩展以最大抗拉强度为准。
5.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，对于半脆性材料，采用塑性内聚元法，裂纹的扩展以最大拉应力为准。
6.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，步骤S4中，装配至整车有限元模型内。
7.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，上述方法中采用MLSA构建形函数，Galerkin弱形式建立系统离散方程，边界引入拉格朗日乘子。
8.根据权利要求1所述的在汽车碰撞中采用EFGM模拟风窗玻璃碎裂的方法，其特征在于，上述风窗玻璃为夹层玻璃。
CN201610287055.4A 2016-04-29 2016-04-29 在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法 Active CN105956272B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610287055.4A CN105956272B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610287055.4A CN105956272B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105956272A true CN105956272A (zh) 2016-09-21
CN105956272B CN105956272B (zh) 2019-06-28

Family

ID=56913356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610287055.4A Active CN105956272B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105956272B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108763635A (zh) * 2018-04-19 2018-11-06 中国水产科学研究院渔业工程研究所 一种基于文本挖掘的三维网格分离仿真系统及方法
CN110514540A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 北京机械设备研究所 一种夹层玻璃产品的结构优化方法
CN111046602A (zh) * 2019-11-27 2020-04-21 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车挡风玻璃碰撞仿真模拟方法
CN112784456A (zh) * 2021-01-12 2021-05-11 福耀玻璃工业集团股份有限公司 一种汽车玻璃成型模面设计方法及系统
CN113468782A (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 上汽大众汽车有限公司 一种用于车辆碰撞评估的夹层玻璃有限元建模方法
CN114201814A (zh) * 2021-11-02 2022-03-18 南京航空航天大学 一种基于内聚力模型的民用运输机风挡碰撞仿真建模方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102930122A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 青岛理工大学 一种机动车碰撞事故模拟方法
US20130127202A1 (en) * 2011-11-23 2013-05-23 Shandon Dee Hart Strengthened Glass and Glass Laminates Having Asymmetric Impact Resistance

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130127202A1 (en) * 2011-11-23 2013-05-23 Shandon Dee Hart Strengthened Glass and Glass Laminates Having Asymmetric Impact Resistance
CN102930122A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 青岛理工大学 一种机动车碰撞事故模拟方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108763635A (zh) * 2018-04-19 2018-11-06 中国水产科学研究院渔业工程研究所 一种基于文本挖掘的三维网格分离仿真系统及方法
CN108763635B (zh) * 2018-04-19 2019-03-19 中国水产科学研究院渔业工程研究所 一种基于文本挖掘的三维网格分离仿真系统及方法
CN110514540A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 北京机械设备研究所 一种夹层玻璃产品的结构优化方法
CN110514540B (zh) * 2019-09-27 2022-05-03 北京机械设备研究所 一种夹层玻璃产品的结构优化方法
CN111046602A (zh) * 2019-11-27 2020-04-21 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车挡风玻璃碰撞仿真模拟方法
CN111046602B (zh) * 2019-11-27 2023-01-10 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车挡风玻璃碰撞仿真模拟方法
CN112784456A (zh) * 2021-01-12 2021-05-11 福耀玻璃工业集团股份有限公司 一种汽车玻璃成型模面设计方法及系统
CN113468782A (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 上汽大众汽车有限公司 一种用于车辆碰撞评估的夹层玻璃有限元建模方法
CN114201814A (zh) * 2021-11-02 2022-03-18 南京航空航天大学 一种基于内聚力模型的民用运输机风挡碰撞仿真建模方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105956272B (zh) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105956272A (zh) 在汽车碰撞中采用efgm模拟风窗玻璃碎裂的方法
CN111046602B (zh) 一种汽车挡风玻璃碰撞仿真模拟方法
WO2003038686A3 (en) Posynomial modeling, sizing, optimization and control of physical and non-physical systems
CN106066921A (zh) 一种整车路面振动噪声的cae仿真预测方法
KR101255744B1 (ko) 통합 오류주입을 이용한 임베디드 시스템의 신뢰도를 측정하는 시스템 및 그 방법
CN104296974A (zh) 一种汽车前大灯结构疲劳寿命分析方法
CN102799728B (zh) 板簧动力学仿真模型的制作方法
Hosseini-Toudeshky et al. Prediction of interlaminar fatigue damages in adhesively bonded joints using mixed-mode strain based cohesive zone modeling
CN115777088A (zh) 车辆运行安全模型测试系统
CN105844039A (zh) 一种车身结构各局部刚度贡献度的评价方法
CN103970916A (zh) 一种基于驾驶室隔声量分析的驾驶室设计方法
WO2006026392A3 (en) Computational simulation systems and methods using boundary integral equations
CN110362875B (zh) 基于多刚体和有限元耦合计算的数字假人模型建模方法
CN105279081A (zh) 汽车控制器开发软件的在环测试方法
CN108038329B (zh) 一种微胶囊自愈合材料损伤和愈合机理的数值仿真方法
CN105975684A (zh) 在汽车碰撞中采用efgm模拟进气格栅断裂失效的方法
CN105138806A (zh) 油气弹簧不等厚环形阀片的强度校核方法
CN105975681A (zh) 在汽车碰撞中采用efgm模拟车前照灯灯罩材料破损的方法
Song et al. Door Slam CAE Method Investigation
CN105975682B (zh) 在汽车碰撞中采用sph技术完成水马建模的方法
Van der Auweraer et al. A new testing paradigm for today's product development process-Part 1
CN106407600B (zh) 一种基于流-固耦合及代理模型的入水仿真分析方法
JP7204470B2 (ja) 高分子モデルの一軸伸長をシミュレーションする方法、システム及びプログラム
Chikazawa et al. Application of crack propagation simulation of windshield to roof strength analysis
McLeish et al. Moving automotive electronics from reliability/durability testing to virtual validation modeling using a physics of failure CAE App

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant