材料应变率模型对汽车B柱侧面碰撞影响分析

简介

B柱侧碰过程是短时高速的材料吸能过程,材料的性能与静态时差异较大,因此采用静态性能参数进行B柱侧面碰撞仿真分析结果误差较大。针对B柱常用的相变诱发塑性钢(TRIP钢)进行不同应变速率下的力学拉伸试验,提取主要的性能参数,获取参数随应变速率的变化规律;对比材料的力学性能和成形性的变化趋势;基于Johnson-Cook简化模型,获取材料的应变速率敏感因素和应变率相关的材料本构模型,作为碰撞仿真分析的材料输入;与实际测试对标,建立B柱侧碰分析的仿真模型,将传统静态数据外延获取的本构模型与应变速率相关的本构模型作为输入,对比两种材料模型分析结果的差异,并与试验测试结果进行对比分析。结果可知TRIP690的强度和断后延伸率受应变速率影响较大;基于修正Hollomon方程,材料的瞬时加工硬化基本不受应变速率变化的影响;基于Johnson-Cook模型,获取材料的应变速率敏感性参数为0.00805,数值偏低,表现出此种材料对应变速率变化敏感性比较差;材料应变速率相关本构模型可有效提升B柱侧碰分析结果的准确性,与试验结果的分析误差控制在3%以内;而采用静态特性参数外延的分析结果误差则超过9%。研究内容和结果为此类研究提供参考。