Hypermesh与Lsdyna联合仿真：汽车座椅头冲吸能实验

导读：本案例运用hypermesh和lsdyna联合仿真，主要是针对某座椅进行的头冲吸能实验的仿真计算。这个工况考察座椅背部的塑料件的破坏情况，以及头部模块的加速度情况，达到保护人头部的效果。

本案例用户可以学习到：

1、螺栓预紧力的施加

2、单面接触的设置

3、面面接触的设置

4、头冲吸能工况的设置

5、hyperview后处理结果显示

6、要求读者有一定的hypermesh和lsdyna基础

一、概述

汽车座椅要求给司乘人员提供便于操作，舒适安全的驾驶、乘坐位置。座椅必须安全可靠，应有足够的强度、刚度与耐久性，结构紧凑并尽可能地减少质量。为满足司乘人员舒适行所设置的各种调节机构，要有可靠的的锁止装置，以确保安全。

本文利用lsdyna软件模拟人头部撞击座椅的过程，关注座椅背部塑料件的破坏情况以及假人头部加速度情况是否满足法规。为座椅背部塑料件设计提供参考依据。

二、有限元 模型的搭建

1、座椅网格的建立

根据自己电脑性能，选择合适的网格尺寸划分网格。本文利用hypermesh进行座椅几何数模的中面抽取，网格尺寸为4mm。因为重点考察的是座椅背部的塑料背板，所以背板塑料件需要详细建模，网格尺寸控制在2mm。如图1 和图2所示。

图1

图2

座椅本身的焊接均采用可变形焊点梁进行模拟，如图3所示，螺栓连接采用螺栓的简化建模，如图4所示

图3

图4

2、材料属性

根据设计人员提供的BOM表信息，正确定义每个组件的材料和厚度。金属件材料选用分段线性塑性本构模型(Mat24)，输入密度、弹性模量，泊松比以及应力应变曲线（保密需要，不提供）。如图5所示

图5

因塑料件材料参数获取的困难性，塑料件的材料本构模型也采用Mat24,如图6所示

图6

3、导入头冲模块并定位

导入头冲模块，输入模块的参数，如图7所示

图7

根据《GB 11550-2009 汽车座椅头枕强度要求和试验方法》法规，确定撞击点，正确摆放头冲模块位置，如图8

图8

三、接触设置及边界条件

1、座椅自身的单面接触设置

由于本工况是一个冲击过程，无法预估哪些部位产生接触，所以把整个座椅的组件都设置单面接触，避免遗漏接触。单面接触设置参数如图9所示

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