● 摘要
我国道路特点是平面交叉路口多，车辆发生侧面碰撞概率较高，且造成的危害也较大。随着我国汽车侧面碰撞强制性法规的出台，探索提高汽车侧碰耐撞性、保护乘员安全的车身设计技术具有重要意义。目前开展的相关理论研究较少，人们对其变形控制机理的认识还很肤浅。本文首先对典型空心管件侧面碰撞系统进行了有限元建模，并预先通过实验获取了与应变率相关的管件材料动态本构关系曲线与数学模型。通过探索合理的接触定义和沙漏控制技巧，使仿真得到的管件塑性变形与实验吻合较好。在冲头质量和撞击速度一定时，得到了空心管的几何参数与冲头加速度响应和吸能量的关系。然后，建立某微型车的正面碰撞有限元仿真模型，参照我国法规进行了正面碰撞仿真分析。通过与既有试验结果进行对比并进行模型修正，得到了相似的车身典型部位加速度响应曲线与变形状态，验证该数值模型的可行性。在正面碰撞模型基础上增加了水平移动式车门模型，按照侧面碰撞法规，应用50km/h速度的可变形移动壁障模型撞击驾驶员侧车身侧面，并对碰撞载荷传递路径、能量吸收分布、车身变形与运动学响应结果进行了详细分析。针对防撞横梁这一争论热点，建立四种典型的防撞横梁的车门侧面碰撞模型，并对它们吸能效果的优缺点进行了简要阐述。 最后，对现实生活中比较极端但很常见的车身侧撞圆柱体（如电线杆、高速护栏和树木等）工况进行了仿真分析。结果表明：即使车辆满足法规要求，在高速侧撞立柱时，仍可能造成严重后果。