燃油箱SPH粒子模拟方法在碰撞中的研究
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图4 燃油箱内加入SPH粒子图5 SPH粒子显示的特征
对于SPH粒子，在整车碰撞中的应用还很少。虽然SPH粒子的理论知识比较复杂，但采用RADIOSS求解器，用有限元专业语言的表法方法却是非常简单。每个SPH粒子都是属于一种SPHCEL类型的一维单元，由单元的节点号组成。SPH粒子的属性类型为专属的SPH类型，其中包括Mp(粒子的质量)，Qa和Qb(非线性、线性体积粘度系数)，h(光顺距离)等主要的关键参数。SPH粒子的材料类型为HYD_VISC，其中包括密度、粘性系数等，为一种流体力学中使用的粘性流体材料[1]。
3. 燃油箱内SPH粒子表达形式
文献研究表明燃油箱内油液占容积的三分之二左右时，油液晃动最为剧烈[2]，本文子模型中加入了约油箱体积70%的SPH粒子，用于评估碰撞时的伤害情况，如图4所示。
3 子模型仿真结果
3.1 SPH粒子在燃油箱内的运动形式
通过对子系统边界条件的加载，采用RADIOSS显式求解器对其进行求解计算，最终得出子系统燃油箱内SPH粒子的运动情况。图6表示的是不同运动时刻模型内部液体的运动情况，主要包括初始时刻、25ms、40ms、60ms、70ms、90ms等时刻。通过在整个过程中对油液运动的分解，从截面图中可以清楚的看到燃油箱内部油液的运动方式。
图6 子模型中油液在燃油箱内部的运动过程分解
作者又比较了对燃油箱采用等效配重和SPH粒子两种不同的加载方式，而得到的计算结果。图7为不同工况下燃油箱表面应力分布云图。
(a) 等效配重 (b) 添加SPH粒子
图7 燃油箱应力云图比较
4 整车后碰模型仿真结果
将带有SPH粒子的燃油箱放于整车50km/h的后碰模型中，经过仿真分析计算，将整车后碰时油液运动（图8）与子模型中油液运动（图6）进行比较，可以看到燃油箱内部油液在整个过程中的运动模式与子模型中的运动模式非常接近。此时，燃油箱的应力应变变化，不仅包含了整车碰撞中结构变形对燃油箱的影响，而且也包含了燃油箱内部油液运动对燃油箱的影响因素。
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