Для создания КЭМ деформируемого препятствия использовалось
несколько подходов. В первом приближении создавалась твердотель-
ная модель, которая содержала объемные элементы типа Solid. Для
описания сотовой структуры основного и бамперного элементов при-
менялся материал из программного комплекса LS-Dyna MAT_HONEY-
COMB. Данный материал очень хорошо подходит для моделирования
пористых структур, таких как пена, сотовые конструкции и другие с
нелинейными анизотропными свойствами. Однако исследования, про-
веденные Т. Трайлендом [4], показали, что данная модель имеет ряд
недостатков: в частности, увеличивается время расчета (за счет ис-
пользования объемных элементов), а также поведение данной модели
при ударе не совсем точно соответствует поведению реального барье-
ра. К достоинствам можно отнести относительную простоту построе-
ния такой модели.
В связи с этим для максимальной достоверности результатов бы-
ла создана точная модель препятствия с использованием оболочечных
элементов типа Shell. Применение данного типа элементов обусловле-
но тем, что сотовая конструкция препятствия и листов имеет пластин-
чатую структуру.
Учет всех геометрических особенностей приводит к увеличению
размерности КЭМ, что в свою очередь способствует существенному
возрастанию времени расчета. В частности, созданная на базе данной
геометрии КЭМ состояла из более чем 170 тыс. элементов и узлов,
что сопоставимо с размерностью КЭМ корпуса кузова автомобиля.
Использовался материал типа MAT_PLASTICITY_WITH_DAMAGE_
TITLE — упруговязкопластичный материал с возможностью задания
произвольной кривой растяжения. При использовании данной моде-
ли время расчета увеличилось в 2,5 раза, что существенно снижает
эффективность расчетов в случае внесения изменений в конструкцию
кузова и проведения повторных расчетов. Для уменьшения времени,
затрачиваемого на расчет при сопоставимой точности полученных ре-
зультатов, предложена модель деформируемого препятствия среднего
уровня с увеличенными размерами ячеек бамперного элемента, но при
той же жесткости, что и предыдущая модель (рис. 4).
Данная модель состоит из 19 тыс. элементов и узлов, что суще-
ственно уменьшает время расчета (по сравнению с КЭМ высшего
уровня), но в то же время имеет достаточно высокую точность. Иден-
тичная жесткость бамперного отсека была подобрана с помощью мно-
гочисленных расчетов, в которых абсолютно жесткий маятник ударял
в бамперный отсек. В результате были подобраны характеристики ма-
териала и толщина сот бамперного элемента.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 1 65
