燃油箱SPH粒子模擬方法在碰撞中的研究
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圖4 燃油箱內加入SPH粒子圖5 SPH粒子顯示的特征
對于SPH粒子，在整車碰撞中的應用還很少。雖然SPH粒子的理論知識比較復雜，但采用RADIOSS求解器，用有限元專業語言的表法方法卻是非常簡單。每個SPH粒子都是屬于一種SPHCEL類型的一維單元，由單元的節點號組成。SPH粒子的屬性類型為專屬的SPH類型，其中包括Mp(粒子的質量)，Qa和Qb(非線性、線性體積粘度系數)，h(光順距離)等主要的關鍵參數。SPH粒子的材料類型為HYD_VISC，其中包括密度、粘性系數等，為一種流體力學中使用的粘性流體材料[1]。
3. 燃油箱內SPH粒子表達形式
文獻研究表明燃油箱內油液占容積的三分之二左右時，油液晃動最為劇烈[2]，本文子模型中加入了約油箱體積70%的SPH粒子，用于評估碰撞時的傷害情況，如圖4所示。
3 子模型仿真結果
3.1 SPH粒子在燃油箱內的運動形式
通過對子系統邊界條件的加載，采用RADIOSS顯式求解器對其進行求解計算，最終得出子系統燃油箱內SPH粒子的運動情況。圖6表示的是不同運動時刻模型內部液體的運動情況，主要包括初始時刻、25ms、40ms、60ms、70ms、90ms等時刻。通過在整個過程中對油液運動的分解，從截面圖中可以清楚的看到燃油箱內部油液的運動方式。
圖6 子模型中油液在燃油箱內部的運動過程分解
作者又比較了對燃油箱采用等效配重和SPH粒子兩種不同的加載方式，而得到的計算結果。圖7為不同工況下燃油箱表面應力分布云圖。
(a) 等效配重 (b) 添加SPH粒子
圖7 燃油箱應力云圖比較
4 整車后碰模型仿真結果
將帶有SPH粒子的燃油箱放于整車50km/h的后碰模型中，經過仿真分析計算，將整車后碰時油液運動（圖8）與子模型中油液運動（圖6）進行比較，可以看到燃油箱內部油液在整個過程中的運動模式與子模型中的運動模式非常接近。此時，燃油箱的應力應變變化，不僅包含了整車碰撞中結構變形對燃油箱的影響，而且也包含了燃油箱內部油液運動對燃油箱的影響因素。
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