在整车碰撞仿真中,接触类型的合理设置对模拟结果的准确性至关重要,不同的接触类型会影响计算结果的准确性和计算效率。各种接触类型的特点和应用场景不同,以便在实际建模时做出合适的选择。
常见的接触类型有面-面接触、节点-面接触、自接触、单面接触、绑定接触等。每个类型需要解释清楚它们的定义、工作原理、适用场景以及优缺点。如面-面接触可能用于大面积接触的情况,而节点到表面接触可能更适合小面积接触或者穿透问题。
整车碰撞仿真中可能会有一些特殊接触情况,比如气囊与乘员之间的接触,或者轮胎与地面的接触,这些可能需要特定的接触类型来处理。这时候可能需要提到流体-结构相互作用或其他高级接触类型,但可能用户主要关注的是结构之间的接触,所以可能需要简要提及,避免信息过载。
各类接触的特点介绍
定义:软件自动检测模型中的潜在接触区域。
特点:
① 省去手动定义接触对的时间,适合复杂模型。
② 可能包含冗余计算,需调整参数(如接触搜索距离)以提高效率。
应用:整车碰撞仿真中全局接触的快速设置。
定义:两个几何表面之间的接触,基于面单元间的相互作用。
特点:
① 适用于大面积接触(如车门与车架、车体与障碍物)。
② 通过罚函数法或拉格朗日乘子法处理接触力。
③ 计算量较大,但精度较高。
应用:车身结构之间的碰撞、车体与刚性壁障的接触。
定义:一组节点与另一组表面之间的接触。
特点:
① 适用于小范围接触或穿透问题(如螺栓连接、局部碰撞)。
② 计算效率较高,但可能导致局部应力集中。
应用:连接件(如螺栓、焊点)的接触、局部结构碰撞。
定义:同一部件表面内部或不同部件间的自接触。
特点:
① 适用于部件变形剧烈时可能发生的自接触(如气囊展开、钣金件折叠)。
② 计算效率高,但需合理设置摩擦系数。
应用:车身钣金件变形、柔性部件的自接触。
定义:强制两个接触面在运动中保持固定连接(无相对滑动)。
特点:
① 模拟焊接、胶接等不可分离的连接。
② 忽略局部变形,可能导致不真实的应力分布。
应用:焊点、螺栓预连接、部件间的固定约束。
定义:在材料失效(如断裂)后自动移除失效单元,并更新接触关系。
特点:
① 用于模拟材料破坏(如玻璃碎裂、金属撕裂)。
② 需结合材料失效准则(如应变或应力阈值)。
应用:保险杠断裂、挡风玻璃破碎等场景。