为了保证结构强度分析模型的精度,则在安全带固定点强度分析中的零件积分方式设置为全积分,积分数量点更改为5,零件间连接螺栓采用1D的BEAM单元模拟,梁单元公式采用Belytschko-Schwer合力梁,该公式不计算梁单元的应力,仅计算节点上的力和力矩。安全带全长采用1D的SETBELT单元,并在与上下人体模型接触的区域使用与1D单元重合的2D壳单元模拟。其中1D的单元材料为MAT-SEATBELT,定义安全带单位长度质量,以及织带在加载和卸载条件下的受力和应变关系,真实地模拟安全带的性能。2D的壳单元采用刚度较弱弹性材料,主要用于定义安全带与上下人体模型的接触关系,从而准确地将作用力分配到各固定点处。根据GB14167法规的要求,确定模型的边界条件为:约束截取自车模型断面上的所有自由度,载荷条件为:在上下人体模型处分别施加沿车辆纵向并与水平线成向上10°方向的集中载荷13500N,由于该安全带固定点分别设于车身和座椅骨架上,座椅骨架上还施加一通过座椅质心,沿车辆纵向水平向前的集中载荷,该载荷为座椅重量的20倍,装配模型如图所示。
求解准静态问题时,隐式和显示求解方法均可以采用,但针对模型的不同复杂程度,各方法都有其优缺点。安全带固定点强度分析是一个涉及极其复杂接触关系和大变形的准静态问题,隐式方法求解很难保证迭代稳定收敛。故采用显示积分方法进行求解,其优点是适合求解各种复杂的接触问题,比较容易收敛;其难点在于如何确立合理的加载时间及加载曲线形式。为了获得成本较低且准确的解答,在提高加载速率的同时,不应降低准静态解的质量,如果分析速度提高到惯性效应占主导地位时,解就会变得局部化,而且结果也和准静态解大不相同;准确高效的准静态分析要求加载尽可能地平滑,突然、急促的运动会引起非真实的应力波,这种应力波会产生噪声和不准确的解。通常加载时间应大于结构最低模态周期的10倍,且加载曲线采用正弦函数过度,以确保解是准静态的。
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