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基于有限元的轿车正面碰撞恢复系数研究

彭涛  
【摘要】: 汽车碰撞恢复系数是描述弹塑性碰撞的一种量标,表明“碰撞对体”在碰撞方向上的弹塑性特征。在交通事故再现中经常需要利用恢复系数来计算碰撞事故参数,并且把恢复系数作为事故再现的控制和校验标准。 论文利用实车碰撞试验的相关数据,采用简化碰撞模型及碰撞实验,全面分析了材料性质、碰撞相对速度大小和方向、碰撞部位结构及碰撞体形状对恢复系数的影响。在汽车正面碰撞简化模型的基础上,提出了汽车正面碰撞恢复系数的计算模型公式以及车—车与车—刚性壁正面碰撞恢复系数关系模型。 利用动态非线性有限元分析软件HyperMesh及LS-DYNA建立了轿车正面碰撞刚性壁模型,通过计算机仿真分析碰撞速度及加速度随时间的变化曲线,得到正面碰撞刚性壁恢复系数随碰撞相对速度的变化规律,建立了相应的恢复系数计算模型。 基于PC-CRASH对事故进行再现得到的相关数据,分析了轿车与轿车及轿车与刚性壁正面碰撞的恢复系数关系,利用典型事故案例验证了恢复系数模型的有效性。 综上所述,论文在建立数学模型、分析碰撞试验数据的基础上,重点通过有限元建模,利用计算机仿真分析了轿车正面碰撞恢复系数,并与基于PC-CRASH的统计数据进行了对比分析,建立并验证了轿车正面碰撞恢复系数模型,从而很好地克服了单纯依据实车碰撞试验和简化数学模型时,在效率及准确性上的不足,为碰撞恢复系数理论的深入和系统研究提供了一种新的、有效的方法和手段。


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