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汽車安全氣囊ECU共振分析

作者： 時(shí)間：2016-12-21 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
1 概述

安全氣囊ECU作為汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)的重要模塊，用于檢測碰撞加速度信號，控制安全氣囊的起爆時(shí)間，對保護(hù)乘員人身安全具有重要作用。但如果安全氣囊發(fā)生誤爆時(shí)，安全氣囊不但不能對乘員起到保護(hù)作用，還會(huì)對乘員造成嚴(yán)重的傷害。為防止安全氣囊由于共振而產(chǎn)生誤起爆，ECU安裝支架必須滿足一定的動(dòng)剛度設(shè)計(jì)要求，而在概念設(shè)計(jì)階段通過仿真分析可有效提高安全氣囊ECU安裝支架的設(shè)計(jì)的效率及準(zhǔn)確性。

2 ECU支架共振分析原理

安全氣囊ECU安裝支架的動(dòng)剛度設(shè)計(jì)要求通過安裝支架上ECU固定點(diǎn)位置的聲慣量曲線來體現(xiàn)，聲慣量曲線計(jì)算公式如下：

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201612/332237.htm其中，AX、AY、AZ為安裝支架上ECU固定位置的三方向加速度響應(yīng)，F(xiàn)為激勵(lì)力。


圖 1 聲慣量曲線評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

聲慣量曲線必須滿足圖1所示的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其中，斜線區(qū)域?yàn)榱己脜^(qū)，空白區(qū)域?yàn)榭山邮軈^(qū)，方格區(qū)域?yàn)椴豢山邮軈^(qū)，為滿足安裝支架的動(dòng)剛度設(shè)計(jì)要求，安裝支架上ECU固定點(diǎn)位置的聲慣量曲線必須落在可接受區(qū)和良好區(qū)內(nèi)。

3 ECU安裝支架仿真分析及優(yōu)化

3.1 某車型ECU安裝支架前期設(shè)計(jì)

某車型的ECU安裝支架位于前地板中部，分析時(shí)取ECU支架及附近結(jié)構(gòu)為分析對象，采用Altair/HyperMesh軟件建立結(jié)構(gòu)有限元模型，選用基本尺寸為5mm的殼單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，約束地板下縱梁的XYZ三方向自由度，模擬結(jié)構(gòu)邊界。在安裝支架上ECU固定點(diǎn)位置施加三方向的動(dòng)態(tài)單位激勵(lì)力，分析頻域?yàn)?-1000Hz，通過RADIOSS求解器計(jì)算，輸出ECU固定點(diǎn)位置的三方向加速度響應(yīng)。


圖2 ECU安裝支架前期設(shè)計(jì)有限元模型



3.2 ECU安裝支架優(yōu)化分析

由于前期設(shè)計(jì)的ECU 安裝支架結(jié)構(gòu)存在一定的共振風(fēng)險(xiǎn)，故考慮增加以下兩種優(yōu)化方案，提高ECU安裝支架的動(dòng)剛度。

1、在地板上方增加一塊L形安裝板；
2、在地板下方增加一塊弓形加強(qiáng)板。

具體優(yōu)化方案如圖3所示。

對比優(yōu)化前后的ECU固定點(diǎn)位置的聲慣量曲線表明：優(yōu)化后的ECU固定點(diǎn)位置的聲慣量曲線較優(yōu)化前有明顯改善，滿足ECU安裝支架的動(dòng)剛度設(shè)計(jì)要求。優(yōu)化前后的ECU固定點(diǎn)位置的聲慣量曲線如圖4所示。
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