针对点阵块壳单元模型求解时间过长的问题,研究可行的简化建模方法。首先建立了反映点阵材料细节特征的壳单元锥台点阵模型,进行匀速异面压缩仿真,得到精细模型的压缩特性参数;然后基于PAM-CRASH软件材料库中41号材料建立等效的实体单元点阵块压缩仿真模型。对比了壳单元和实体单元建模仿真得到的碰撞响应特征曲线,结果表明,实体单元模型在触发力、平台力、压实应变以及吸能量等方面与壳单元模型吻合性良好,用实体单元建立的模型单元数量和求解时间更少,以实体单元替代壳单元建模可以提高求解效率。

气缸连接螺栓以真实几何形状建模时,模型的最小单元尺寸过小,求解时间步长较短,模型的求解效率较低。针对这一问题,研究可行的螺栓建模方法。基于等截面积思想,提出以方形截面螺栓简化圆形截面螺栓的建模方法,建立了与圆形截面螺栓截面积相等的方形截面螺栓,开展碰撞仿真。对比了方形截面螺栓模型和圆形截面螺栓模型的最大等效应力和求解效率,对方形截面螺栓建模方法进行验证。对比结果表明,方形截面螺栓模型与圆形截面螺栓模型的最大等效应力大小和位置一致性较好,方形截面螺栓模型的最小单元尺寸更小,模型的求解效率更高,为螺栓在整车级有限元碰撞仿真中的高效建模提供参考。