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基于primer的2D安全帶建模

2020-04-24 23:26:04·  來(lái)源：車輛安全性能  
　
安全帶是約束系統(tǒng)中最重要的一個(gè)部件，是在車輛驟然減速或撞車時(shí)通過限制配帶者的運(yùn)動(dòng)以減輕其傷害程度的總成，即在碰撞中通過其被動(dòng)約束作用來(lái)影響人體相對(duì)車體
安全帶是約束系統(tǒng)中最重要的一個(gè)部件，是在車輛驟然減速或撞車時(shí)通過限制配帶者的運(yùn)動(dòng)以減輕其傷害程度的總成，即在碰撞中通過其被動(dòng)約束作用來(lái)影響人體相對(duì)車體的運(yùn)動(dòng)速度和狀態(tài)，最終將人體約束住。它的功能和參數(shù)很多，因此安全帶的建模準(zhǔn)確性直接影響到乘員保護(hù)性能分析的準(zhǔn)確性。
 
在進(jìn)行建模前，需要先將安全帶的卷收器（retractor）、滑環(huán)（slipring）、插鎖（Buckle）和車身固定點(diǎn)（Anchor）調(diào)整到準(zhǔn)確的位置，然后在進(jìn)行安全帶模型的詳細(xì)搭建。
 
現(xiàn)在我們常用的安全帶的建模方式都是1D和2D結(jié)合使用，1D單元主要在滑環(huán)附近使用，2D單元主要用于和假人、座椅的接觸，將1D和2D安全帶一端中間節(jié)點(diǎn)合并，然后用Rigidbody將2D安全帶斷的節(jié)點(diǎn)約束，這樣做的目的是在安全帶受力時(shí)防止2D安全帶單元卷曲。這樣建模在分析過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)類似“…free end ”這樣的錯(cuò)誤，這類錯(cuò)誤往往是由于安全帶在滑環(huán)的滑動(dòng)造成的，由于滑環(huán)只允許1D單元在滑環(huán)上滑動(dòng)，當(dāng)2D的單元與滑環(huán)之間的1D安全帶單元太少，滑到1D單元末端和2D單元是，這時(shí)候求解器就會(huì)報(bào)錯(cuò)，所以我們一般為了解決這個(gè)問題將1D安全帶延長(zhǎng)，保證有足夠的1D安全帶在滑環(huán)上滑動(dòng)?，F(xiàn)在版本的Dyna已經(jīng)能夠很好的處理2D安全帶在滑環(huán)上的滑動(dòng)，所以現(xiàn)在建議將安全帶全部采用2D單元來(lái)建模，這也更符合事實(shí)。本文將介紹基于primer進(jìn)行2D安全帶的建模。
 
1. 打開primer軟件，將假人、座椅文件導(dǎo)入，新建安全帶的K文件并將其置位當(dāng)前層；
2.  將卷收器（retractor）、滑環(huán)（slipring）、插鎖（Buckle）和車身固定點(diǎn)（Anchor）調(diào)整到準(zhǔn)確的位置并建立模擬單元；
3.   在safety中選擇seatbelts；
4.  Define-creat-apply選取與安全帶要發(fā)生接觸的part set，這個(gè)set可以新建，主要包括假人和座椅的泡沫等。
5.  Fit-在彈出的窗口中進(jìn)行設(shè)置單元類型，一般選擇寬為50mm，ele尺寸為10mm，厚度為2mm，5排單元網(wǎng)格。然后進(jìn)行definepath選取需要經(jīng)過的點(diǎn)，如下圖所示，主要要定義好retractor、slipring和end，完成后可多次進(jìn)行fit，直到滿意后點(diǎn)擊accept。
注：可以選擇Twist編輯安全帶在各處的截面方向。
      
 
        圖 1
6. Mesh-如下圖2所示各段均選擇2D。完成后需要把新建2D單元的part，并且設(shè)置它的屬性和材料，其中section要選擇type為5，NIP為1，材料要選擇MAT B01：SEATBELT，在這些完成后點(diǎn)擊generate進(jìn)行設(shè)置紅色項(xiàng)，當(dāng)設(shè)置全部正確的時(shí)候后面會(huì)顯示xx checks ok。
 
                    圖 2
7.Contact：這個(gè)可以在這里面設(shè)置假人和安全帶、座椅和安全帶的接觸，也可以完成建模后單獨(dú)設(shè)置；
 
8. Retractor的設(shè)置，需要設(shè)置加載曲線（加載力與工程應(yīng)變曲線）和卸載曲線（卸載力與工程應(yīng)變曲線，），同時(shí)sensor一般為time控制格式，如圖3所示。
 
其中：SBRNID節(jié)點(diǎn)為負(fù)值，它表示一個(gè)點(diǎn)集，即卷收器有幾個(gè)點(diǎn)組成，位置與2D安全帶單元節(jié)點(diǎn)重合。
 
SBID為卷收器外連接卷收器內(nèi)安全帶單元的單元集合。
 
LLCID為加載力與工程應(yīng)變曲線的ID號(hào)；ULCID為卸載力與工程應(yīng)變權(quán)限的ID號(hào)。
 
                        圖 3
以上，經(jīng)過以上的步驟我們已經(jīng)基本完成了2D安全帶的建模，此外，我們還需要注意安全帶的延伸率也是它重要的一個(gè)特征，歐美的安全帶延伸率一般較低，在6%~9%，我國(guó)的一般在8%~12%。
通過仿真分析可以得知1D與2D在滑環(huán)上的滑動(dòng)還是有區(qū)別的，至于對(duì)假人傷害是否有影響，有多大影響還需要我們從多個(gè)模型中去總結(jié)。
 
 
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