采用动态冲击汽车零件材料承载特性分析

简介

根据C-NACP车辆正面偏置碰撞要求,获取车身前端结构碰撞过程中材料的应变速率,发现不同位置存在一定的差异;基于材料动态力学性能测试设备,获取车身结构件材料DP800在不同应变速率下的力学曲线,获取关键参数随应变速率的变化情况,获取变化规律;基于Johnson-Cook应变速率相关的本构模型,对材料的本构模型进行拟合;采用落锤冲击试验,对车身常用的帽型梁结构进行冲击测试;基于HyperWorks建立落锤冲击模型,将材料本构模型作为参数输入模型,对比是否应用应变速率相关本构模型,试验测试与仿真分析之间的差异,以验证分析的可靠性。结果可知车辆碰撞过程中材料的应变速率差异较大,对性能影响较大;DP800呈现与应变速率的正相关,强度随应变速率增加而增大;延伸率、强塑积则呈现先下降后缓慢上升的趋势;落锤冲击表明,材料具有明显的动力力学特性;采用应变速率相关的本构模型作为参数输入,冲击过程最大载荷、平均载荷及压溃量仿真结果与试验结果误差控制在5%以内,且变化趋势基本一致;为考虑应变速率影响,误差较大,关键误差最大超过了30%;分析结果表明,汽车车身材料表现出明显的应变速率相关特性,在碰撞仿真分析时,不能忽略此部分因素的影响;分析内容和结果为此类研究提供参考。