[发明专利]一种汽车空调冷凝器的建模方法

说明书

本发明公开了一种汽车空调冷凝器的建模方法，包括以下步骤：1)测量汽车空调冷凝器结构的体积及质量，计算建模材料的密度；2）截取能代表所述汽车空调冷凝器整体结构的单胞结构作为试件，并按照整车坐标系标明方向，进行压缩试验；3）采用所述单胞试件，进行准静态压缩试验，并测量试验体积应变与压缩应变之间的关系；4）采用所述单胞试件，进行不同应变率条件下的动态压缩试验。5）对所述单胞试件进行剪切试验；6）建立所述汽车空调冷凝器实体轮廓网格模型；7）整理上述试验数据，建立所述汽车空调冷凝器数值模拟模型。本发明的方法大大缩短了空调冷凝器的建模时间，仿真精度达到95%以上，解决了汽车空调冷凝器的建模难题。

技术领域

本发明属于汽车碰撞试验技术领域，具体是一种汽车空调冷凝器的建模方法。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对汽车性能特别是安全性能的要求越来越高。国家层面也建立了碰撞安全法规及C-NCAP碰撞安全星级评价体系，近期又建立了基于保险行业的汽车事故维修评价体系。近年国内汽车工业的蓬勃发展，汽车制造商在汽车安全性能开发领域不仅仅满足于符合法规的最低要求，纷纷把汽车碰撞安全C-NCAP五星评价以及较低的事故维修成本评价作为汽车安全性能开发的目标。现代汽车制造业中，汽车安全仿真分析是汽车安全性能开发最重要的工具。采用汽车安全仿真分析的技术，可以在汽车开发前期的数据阶段对汽车安全性能进行预测、评价及安全性能优化，确保在开发的第一辆试验车即满足汽车安全性能开发目标要求，避免实车阶段的设计变更及模具更改，可以为汽车安全性能开发节省大量的时间成本及模具成本。汽车碰撞安全仿真分析，是指采用有限元分析方法，在计算机中把汽车设计数模建立成一个一个离散的网格单元模式，通过建立与实车试验相同的碰撞工况，实现在数模阶段预测开发车辆的安全性能，并进行性能优化。

汽车碰撞安全仿真分析的第一步，是对数模进行有限元网格划分。对于汽车本身的绝大部分零件，如钣金件、塑料件、泡沫件，甚至注塑件，网格划分都是可以实现并且效率能够满足工程要求的。但是汽车空调冷凝器是由小块铝片铝管拼接而成的非常复杂的结构，这种结构在进行碰撞安全仿真建模时会出现两大难题。一是网格划分的工作量非常大，仅一个空调冷凝器进行网格建模就需要花费建模团队一年甚至数年的时间，而汽车开发过程中进行整车所有零部件碰撞安全仿真建模的时间往往只有半个月，因此耗费巨大的时间在一个零部件上的建模是汽车开发过程中无法接受的。二是对空调冷凝器进行精细化的建模会导致计算时间被大幅度拉长。目前整车碰撞安全的网格尺寸为8mm，一般一个模型计算的可接受时间是12小时。如果空调冷凝器进行精细网格划分，网格的尺寸只能达到0.8mm量级，这样网格数量就是8mm网格的10¹⁰倍，计算时间步长就变成8mm网格的0.1倍，总的计算时间就是8mm网格的10¹¹倍，这也是汽车开发无法接受的。基于上述原因，现在的碰撞安全仿真分析技术，在处理空调冷凝器时往往采用人为简化，输入经验参数。空调冷凝器处于汽车发动机前端，处于整车正面碰撞工况最重要的吸能和变形区域，人为简化的空调冷凝器模型计算精度不足(人为简化的空调冷凝器仿真精度不足50％)，会在整车碰撞安全仿真分析中引入压溃空间和纵梁变形模式的误差，最终导致整车加速度产生误差，影响约束系统匹配及最终的假人伤害值得分，严重时会导致设计样车出来之后的设计变更及部分模具重开的后果。因此，建立简洁、准确、高效的空调冷凝器碰撞安全仿真模型是汽车开发中亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽车空调冷凝器的建模方法，该建模方法避免了汽车空调冷凝器结构件在碰撞安全仿真分析中建模工作量大、计算时间长、仿真精度低的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：