汽车撞击波形防撞护栏的数字模拟

为了更好地理解汽车撞击波形防撞护栏的动态撞击行为，本文采用ABAQUS有限元程序对撞击问题进行数值模拟，省去实体撞击实脸的茉莉。文中通过网格的优化、模型的筒化和一些参数的选择来缩短计算时间，通过讨论波形防撞护栏与护栏的接触方式选择比较符合实际的方式，通过分析沙漏理论、人工能来判断最后结果的可信性。最后，计算出波形防撞护栏变形，应力和车速度的变化，作为进一步研究分析的数据材料。

ABAQUS/Standard与ABAQUS/Explicit的选择鉴于ABAQUS强大的非线性处理能力与处理撞击问题的优越性，本文采用ABAQVS进行汽车找击防扭波形防撞护栏的摸拟。ABAQUS由两个主要的分析模块组成:

ABAQVS/Standard和ABAQUS/Explicit。同时AAAQUS/CAE是集成的ABAQUS工作环境，它包括ABAQUS模型的建模，交互式提交作业和监控运算过程，以及后处理。

本模型采用了ABAQUS/Explicit，考虑到ABAQUS/stenderd必须进行通过迭代确定非线形问题的解答，而ABAQUS/Explicit通过由前一步的数据显式的前推系统的动力学状态，确定解答无需迭代。而计算时间、成本问题是我们要考虑的问题，所以洗用ABAOUS/Explicit。

模型的组成

模型主要由小汽车和波形防撞护栏构成。小汽车由车身和保险杠组成，波形防撞护栏由护栏梁和立往组成。

2.1小汽车

由汽车主体和保险杠组成。保险杠模拟为壳体单元，S4R(A4-node doubly curvedthin，tick sheR，reduced inzegrwicn，hourglass carnral，finite membrane susins);汽车主体模拟为刚体单元，赋质量与惯性矩。

小汽车的主体主要起到一个提供撞击的惯性的作用。对于保险杠，是直接碰撞的实体，所以它们的形状要非常充分表现出来，因此在网格划分的时候，汽车主体的精度较粗，整个汽车一个单元，保险杠的较细，为未0.05m一个单元。

2.2护栏

由护栏梁和立柱组成。护栏梁全长30m，相邻立柱间的距离为2m，波形防撞护栏2m为一跨，总共15跨。护拦梁模拟为壳体单元S4R，立柱模拟成梁单元B32(A3-made quad-ratic beam in space)。

对于立柱来说，主要是起到支撑波形防撞护栏的作用，可能经历弹性阶段和塑性阶段，所以只需要模拟出它的弹性性能和塑性性能就可以了。但是对于护栏梁，是直接碰撞的实体，所以它们的形状要非常充分表现出来，因此在网格划分的时候，护栏梁的精度较细，立柱的较粗，井且考虑到在汽车实际事故中，一般护栏受损大约为3跨，在本文中受撞击跨选为中何5跨，所以中间5跨网格划分精度较细，为0.95m一个单元，且定义塑性性质，其他跨网格划分较粗且不定义塑性性质，只定义弹性性质。

2.3连接

保险杠三面与汽车主体铰接相连，起到保护汽车主体的作用，会产生较大变形。立往与护栏粱的连接为铰接，后面还有详细论述。