[发明专利]塑料件碰撞断裂仿真分析方法及汽车仪表板总成结构优化方法

说明书

本发明中公开了一种塑料件碰撞断裂仿真分析方法、汽车仪表板总成结构优化方法及汽车仪表板总成碰撞断裂区域弱化结构，所述仿真分析方法包括：建立塑料件仿真模型，对模型进行碰撞断裂仿真分析，获取塑料件模型上的碰撞断裂区域以及碰撞断裂区域内的断裂路径和断裂位置；根据塑料件模型上所确定的断裂路径和断裂位置，对塑料件进行碰撞断裂仿真分析，获取塑料件的碰撞断裂性能。本发明中通过准确获取塑料件上的碰撞断裂区域以及碰撞断裂区域内的断裂路径和断裂位置，可提高对塑料件碰撞断裂性能的分析精度，提高汽车塑料件的开发能力；可用于对仪表板总成的优化，大大缩短了产品开发周期，节约了项目开发成本。

技术领域

本发明涉及结构优化设计技术领域，特别涉及一种塑料件碰撞断裂仿真分析方法，汽车仪表板总成结构优化方法，以及采用该优化方法所得到的汽车仪表板总成碰撞断裂区域弱化结构件。

背景技术

随着汽车轻量化的要求，塑料件以其优良的综合性能在汽车结构件中得到大量的应用；同时根据汽车安全性的要求，塑料件既要具有一定的结构强度，同时在车辆发生碰撞事故时，要求乘员与塑料件发生碰撞的作用力达到一定值时塑料件能够发生断裂，以减小对乘员的伤害；因此对塑料件的碰撞断裂的精确分析，对汽车塑料件的结构设计有着重要的意义。

仪表板总成是汽车内饰件中的关键部件，除了要满足功能性要求外，还要满足各种安全法规的要求；随着汽车安全性能的逐步提高，汽车仪表板板总成头部碰撞、膝部碰撞等方面的碰撞性能逐渐受到乘客的重视；如汽车仪表板总成膝部碰撞力需要满足一定的目标值要求(如行业标准中要求膝碰力＜3kN)，才能保护乘员在汽车碰撞中膝盖的安全。

目前行业企业在进行仪表板总成设计时，通常会进行仪表板总成的膝部碰撞模拟仿真分析，但是往往模拟仿真分析的准确度较差，模拟仿真得到的性能数据与实际实验数据之间的误差大约在25%左右。这样就导致所设计的仪表板总成在膝碰性能上不能满足标准要求，无法通过膝碰碰撞性能测试，需要对结构进行反复的改进；而每次产品结构改进所带来的模具二次加工、实验等，大幅增加了仪表板总成的开发成本和周期。

发明内容

本发明针对现有相关技术中存在的无法对汽车塑料件碰撞断裂性能进行准确分析的问题，提供一种塑料件碰撞断裂仿真分析方法，可通过对塑料件上断裂路径、断裂位置的准确分析，实现对塑料件碰撞断裂的精确分析。

本发明的目的还在于提供一种汽车仪表板总成结构优化方法，以及采用该优化方法所得到的汽车仪表板总成碰撞断裂区域弱化结构件，实现对仪表板总成结构的优化设计，使其碰撞性能满足标准要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

塑料件碰撞断裂仿真分析方法，建立塑料件仿真模型，对模型进行碰撞断裂仿真分析，获取塑料件模型上的碰撞断裂区域以及碰撞断裂区域内的断裂路径和断裂位置；

根据塑料件模型上所确定的断裂路径和断裂位置，对塑料件进行碰撞断裂仿真分析，获取塑料件的碰撞断裂性能。

上述技术方案中，进一步地，所述获取塑料件模型上的碰撞断裂区域以及碰撞断裂区域内的断裂路径和断裂位置，包括以下步骤：

S101、对塑料件模型划分网格单元并建立材料属性、断裂模式，对模型进行碰撞断裂仿真分析，根据分析的结果确定塑料件上的碰撞断裂区域；

S102、在所述碰撞断裂区域内选取任一断裂路径，对所述断裂路径上的网格单元进行细分处理，将所述网格单元在沿与断裂路径平行的方向上等分为n个细分网格单元，形成n个细分单元层，n为大于等于3的整数；

S103、逐一选取n个细分单元层的其中之一进行断裂分析，得到新的断裂路径，将得到的所述新的断裂路径与选取的断裂路径进行比较；

S104、根据比较的结果，确定所述碰撞断裂区域内的断裂路径和断裂位置。