汽車安全氣囊碰撞有限元分析外文翻譯-汽車設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 利用有限元分析，傳感器可以被設(shè)計(jì)為滿足力位移性的需要與可接受的壓力水平。隨著彈簧形狀變的更加復(fù)雜，彈簧的分析必須要獲得一個更精準(zhǔn)密集的受力的線性網(wǎng)或局部受力的網(wǎng)。 機(jī)電傳感器和一些其他的傳感器之間的有限元實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著很高的相關(guān)性?？梢酝ㄟ^各種手段檢查各部件的壓力。除了 X軸的平移以外球在所有方向的移動和轉(zhuǎn)動都受到約束。 慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)元件 只用在球狀接觸區(qū)域。利用 MSC / Patran的 [2]構(gòu)建傳感器的有限單元網(wǎng)絡(luò)。 這些限制意味著如果空間沒有強(qiáng)烈的損壞將不會與球接觸。一旦彈簧 1與彈簧 2接觸上，一個電路接通然后啟動安全氣囊的體統(tǒng)。有限元分析結(jié)果與各種機(jī)械文獻(xiàn)研究傳感器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。傳感器的彈簧強(qiáng)度必須保持低于彈簧材料屈服強(qiáng)度，防止彈簧塑性變形。貝塞爾三維剛性球表面元素和慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)剛性表面界面元素被用于塑料球與彈簧接觸面的分析。該傳感器包括一個球和一個有彈簧在內(nèi)的塑料套管的外殼。本文的討論說明利用有限單元分析進(jìn)行設(shè)計(jì)可以節(jié)省很多時(shí)間。 本文研究的是由一個球和一個塑料套管和兩個彈簧組成的機(jī)電傳感器（見圖 1）。 MSC/ABAQUS [1]已經(jīng)用于分析和設(shè)計(jì)安全氣囊碰撞傳感器。球在傳感器中只能沿著一個方向運(yùn)動，這個方向被稱為 X方向。當(dāng)球和彈簧接觸時(shí)球可以被表示為一個剛性表面。 一個非線性靜態(tài)分析，足以捕獲耗費(fèi)大量時(shí)間的非線性瞬態(tài)傳感器的力位移響應(yīng)。球被假定為剛性的，并以線性貝塞爾 3 D剛性表面性質(zhì)做參考。材料特性必須是接觸的或剛性的表面元素。圖 3展示了傳感器中球的所有偏轉(zhuǎn)和移動。 圖 2所示傳感器模型的建立和測試，確定了他的實(shí)際受力和力位移響應(yīng)。力位移不足 1%時(shí)按線性原理分析。 3．誤差 =（有限元分析結(jié)果 — 實(shí)驗(yàn)結(jié)果）／實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 。傳感器 B的結(jié)果是根據(jù) 20個模型的數(shù)據(jù)制作和測試的。表 1中傳感器 B如圖 2所示。這個力必須能夠保證作用在球上并且給它一個足夠的加速度。 圖 3 機(jī)電傳感器偏轉(zhuǎn)的形狀?；€與直線桿單元的物理性能用在 spring2并與外殼組成彈簧 2同步節(jié)點(diǎn)。該塑料外殼在這種分析中被假定為是剛性的。傳感器在 X軸的分析，可以用一個剛性表面的的移動表示球的所有移動。這兩個彈簧完全的被固定在剛性的塑料外殼中。球在真空管中被彈簧頂在管子的一端。利用有限元分析，制作和測試原型的數(shù)量大大減少，這大大降低了傳感器設(shè)計(jì)的時(shí)間。 引言 汽車安全氣囊系統(tǒng)的重要組成部分是碰撞 傳感器。彈簧必須遠(yuǎn)低于材料的彈性極限而設(shè)計(jì)。以前傳感器的設(shè)計(jì)、制作和測試需要滿足 力位移原型硬件的要求。有限元傳感器的力位移響應(yīng)分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。 過去傳感器的設(shè)計(jì)需要不斷地進(jìn)行制作和測試，直到力位移原型硬件得到 滿足需要的條件。在塑料外殼中包含一個能指導(dǎo)球運(yùn)動方向的一端封閉的真空管。 有限元分析方法 當(dāng)創(chuàng)建一個傳感器的有限元描述時(shí)，剩下的可以 被簡化。在有限元分析中球和塑料外殼的摩擦可以忽略不計(jì)。包括接觸單元的有限元網(wǎng)格，如圖 2所示的內(nèi)容。線性桿元和 ISL物理性質(zhì)被一起 用在了彈簧 1上并與外殼組成彈簧 1同步節(jié)點(diǎn)。 討論 電動機(jī)械傳感器的重要因素是彈簧的偏轉(zhuǎn)形狀，傳感器的力位移響應(yīng)和彈簧的壓力水平線。在這個力位移響應(yīng)中，外力必須能夠輕易地推動彈簧 1接觸到彈簧 2。表 1中傳感器 A如圖 1所示。 注釋： 1．傳感器 A的結(jié)果是根據(jù)模型 1制作和測試的。本文能夠說明有限元分析作為一個分析對重要接觸元件進(jìn)行分析的能力。 結(jié)論 MSC/ABAQUS軟件已被用于分析和設(shè)計(jì)安全氣囊碰撞傳感器。彈簧對傳感器的壓力小于 10％的 按線性原理分析。圖 4顯示的 MSC / ABAQUS分析結(jié)果為傳感器的力位移響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究彈簧的偏轉(zhuǎn)形狀何以提供更多的對傳感器的執(zhí)行性能設(shè)計(jì)以及外殼設(shè)計(jì)的見解。 臨界條件 假設(shè)兩彈簧被完全的固定在剛性塑料外殼中。 模型之間的球和彈簧 1的接觸，使用了剛性表面接觸和貝塞爾 3 D剛性表面性質(zhì)的原理。雖然該傳感器的設(shè)計(jì)是由球質(zhì)量和給定一個加速度回應(yīng)的彈簧剛度組成的，但是在靜態(tài)分析中沒有球的質(zhì)量。球和外殼接觸的建模系統(tǒng)中，除了球在 X軸移動外殼中的所有的轉(zhuǎn)動和移動都受到限制。一旦在 X方向的加速度足夠用來克服 spring1的預(yù)緊力，球就能是彈簧彈開。對于大撓度的彈簧與球接觸的有限單元分析應(yīng)是幾何非線性的。當(dāng)傳感器遇到嚴(yán)重的撞擊脈沖，球被推入完成電路連接然后兩個彈簧接觸到消防安全氣囊。 MSC/ABAQUS已經(jīng)被用于分析和設(shè)計(jì)安全氣囊碰撞傳感器。FINITE ELEMENT ANALYSIS OF AUTOMOBILE CRASH SENSORS FOR AIRBAG SYSTEMS ABSTRACT Automobile spring bias crash sensor design time can be significantly reduced by using finite element analysis as a predictive engineering sensors consist of a ball and springs cased in a plastic important factors in the design of crash sensors are the forcedisplacement response of the sensor and stresses in the sensor springs. In the past,sensors were designed by building and testing prototype hardware until the forcedisplacement requirements were met. Prototype springs need to be designed well below the elastic limit of the finite element analysis, sensors can be designed to meet forcedisplacement requirements with acceptable stress levels. The analysis procedure discussed in this paper has demonstrated the ability to eliminate months of prototyping effort. MSC/ABAQUS has been used to analyze and design airbag crash analysis was geometrically nonlinear due to the large deflections of the springs and the contact between the ball and springs. Bezier 3D rigid surface elements along with rigid surface interface (IRS) elements were used to model balltospring
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1