1 概述
轿车安全气囊是一种被迫安全维护装置,它对避免司乘人员伤亡,削减伤残有显着效果,其间,气囊在打开后的灰心功能对安全气囊的安全维护效果有很大影响,因而,在规划初期,气囊厂商都需求对所运用织物资料的灰心性以及气囊上的开孔的灰心功能进行试验和仿真验证,现在常用的首要有下跌塔法,线性冲击法,摆锤法,本文针对线性冲击法依据RADIOSS求解器对DAB气囊进行建模和验证。
Altair RADIOSS是一个功能强大的有限元求解器,包含显式和隐式时刻积分求解算法,一起支撑拉格朗日、欧拉和 ALE 算法。选用 RADIOSS 技能,用户能够自由地挑选选用动态、静态或瞬态的办法完成对大应变和大位移等非线性结构、流体、流固耦合问题的仿真求解。本文应用了RADIOSS Block格局的显式时刻积分求解算法。
DAB气囊模型的建模进程依据前处理软件HyperMesh 和 HyperCrash, 后处理软件HyperView和HyperGraph, RADIOSS模板为RADIOSS Block 100.
2 有限元模型树立
2.1 CAE建模需求
线性冲击模型需求包含安全气囊有限元模型,气体发生器质量流和温度流曲线,方向盘模型,DAB固定支架,线性冲击块,本文要点介绍RADIOSS求解器的DAB安全气囊建模办法,气囊的几许处理和折叠办法在此不述,方向盘和线性冲击块的有限元模型均运用壳体单元和刚性资料建模。
2.2 模型设置
线性冲击模型依据试验设置树立,触发间隔为520mm,冲击块初始速度为6.7m/s,其间,触发间隔指冲击块间隔方向盘外缘前端的垂直间隔,当冲击块从远端移动到该间隔时,DAB气囊点爆,气体发生器发生气体充入气袋,气囊随之打开。
2.3 DAB气囊建模
2.3.1 气囊界说
RADIOSS中的安全气囊建模选用操控体积法“Monitored Volume”,现在,RADIOSS供给三种气囊建模办法:
第一种:/AIRBAG 经典的均匀压力法建模;
第二种:/COMMU 具有交互效果的多腔室均匀压力法;
第三种:/FVMBAG 非均匀压力的有限体积法;
本文选用了第一种的均匀压力法,该办法经过在操控体积中界说一个关闭的,法线方向指向外的3节点或4节点的壳单元组件来界说安全气囊,该气囊体积由其单元围成,且不需求树立气体发生器,而是经过质量流量和温度两个与时刻相关的函数参数来描绘从气体发生器释放出来的气体,然后计算出流入安全气囊的气体总量,均匀压力法依据两个假定:
a, 气囊中的气体是理想气体;
b, 在气囊中的温度和压力是共同的。
均匀压力法对应的数学模型见图1,公式为:
其间,P为均匀的气囊压力,V为气囊体积,m气囊内的气体质量,R气体常数,T气体温度
图1:均匀压力法数学模型
当灰心孔处的压力差或灰心时刻阈值满意时,灰心孔开端灰心.
RADIOSS中均压法界说气囊的关键字为/MONVOL/AIRBAG,首要包含初始化环境空气和界说气体发生器的质量流和温度流曲线以及比热比系数CPA,CPB,CPC内容,在HyperMesh中界说如图1所示:
图1 安全气囊界说
2.3.2 灰心孔界说
安全气囊灰心包含织物灰心和气孔灰心,在/MONVOL/AIRBAG关键字中界说,经过指定灰心孔的压力和时刻曲线,气孔面积和时刻曲线的办法来界说灰心功能,本文经过两种办法界说灰心性,织物灰心经过输入有用的灰心总面积和灰心开端时刻来界说,气孔则指定气孔对应的part,在HyperMesh中界说如图2所示
图2 灰心孔及参数界说
Avent选项输入织物总的有用灰心面积,Svent处指定灰心孔对应组件;
Iport,IportP,IporA用于操控灰心性与时刻,气囊内压力,气囊打开的面积的联系。