基于LS-DYNA的整车正面25%刚性墙碰撞仿真

25%偏置碰撞起源于北美的IIHS，该机构在2012年引进正面25%偏置碰撞，其原因是在大量的交通事故调查中发现，那些死亡率较高的事故中，这种更小的重叠面积碰撞是致命的主要原因，而这种正面25%偏置碰撞可以很好地模拟车与车小重叠面积对撞以及车辆撞击树、电线杆等实际交通事故。换句话讲，现实中大部分的事故案都接近正面25%偏置碰撞。本次仿真网格划分以及模型搭建均采用Hypermesh完成，elements单元总数为1519181，nodes节点总数为1480516，components总数为929。求解器采用LS-DYNA，后处理采用hyperview和LS-ProPost。

模型加载载荷为速度50km/h（13888.9mm/s），加载时间为0.5s，采用正面25%刚性墙碰撞方式。车辆模型主驾驶侧（左侧）与刚性墙碰撞。

为了研究各乘员位的碰撞情况，提取各驾驶位碰撞加速度曲线。从图中可知，前排主驾驶位其在碰撞时其峰值加速度超过350g，副驾驶位超过250g。后排驾驶位的加速度也在300g左右。

据相关资料显示，常人在3g加速度作用下将产生严重的头晕恶心症状，在5g条件下会严重损伤心脑血管，因此在汽车高速行驶时，切记小心驾驶。

为了测得汽车在碰撞过程中，方向盘对人体的侵入量，提取转向管柱沿碰撞方向的位移分布曲线。如图为转向柱在整个碰撞过程中的相对位移曲线，计算其峰值与回弹点之间的差值即可得到转向柱在碰撞过程中发生的相对位移量（侵入量）。

从图中可以计算出转向柱侵入位移为74.579mm。因此，在行车过程中切记系好安全带，减小身体与方向盘等之间的接触距离。避免在碰撞时，方向盘发生较大侵入时对人体造成严重伤害。

为了研究吸能盒的吸能效果，提取吸能盒的相对变形量（压缩量）以及吸能盒的动能和内能分布曲线，如下图所示。

在吸能盒沿碰撞方向（X向）上任意选定两节点，如图，两节点间的间距为185.279mm，碰撞后吸能盒压缩量为117.675，吸能盒已经发生64%的变形。

且从能量分布曲线可以看出，在碰撞发生后吸能盒内能显著，即碰撞能量主要依靠吸能盒变形来进行抵消。

为了研究碰撞后乘员的生存空间等关键安全项，提取碰撞形变图，如下图所示。

从图中可以看出，25%正面碰撞后四个车门均未发生明显变形，能正常开启。车辆A、B柱外观良好，无明显弯折、断裂等缺陷。乘员安全空间较明显，可逃生几率增大。

本文对整车25%正面刚性墙碰撞进行了简要分析，旨在熟悉建模流程、掌握分析方法。

文章来源：CAE车研社