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所以因为呢

我要表征这么复杂的应变率状态

应力应变状态

应力三轴度范围

所以我的实验矩阵就很大

接下来问的一个问题就是说

我怎么来

假如说我已经了解到

我要做这些实验

我怎么来获取这些数据

怎么设计实验矩阵

怎么加载 怎么测量

这些数据怎么来获取

这还没到了怎么仿真

先说怎么来获取实验

这个就是说

我们实验室区别于

很多其他实验室的差别

其他实验室是我有什么设备

我就给你做什么实验

我是看设备来做实验的

那我们是要看客户的真正的需求

或者说客户不满足他的需求

客户不了解他的需求的时候

我得告诉他

你是这个需求

所以这是我们采用的技术路线

这里边还要更复杂一点

我要考虑碰撞

核心是碰撞载荷

但是影响碰撞载荷的

还不光是我刚才说的

那些因素

什么应力三轴度

应变率效应了

还有一个很难考察的

是材料成形过程的影响

和材料在环境和温度变化下的影响

我把两个分开来说

比如说金属材料

金属材料的话

你拿一个高强钢

供应商给你的材料属性

很可能是高强钢

比如宝钢的

生产出来的原始钢板

裁一块标准的试件下来

在他们很高大上的试验设备上

做出来的实验曲线

那叫原始的材料

英文叫Virgin Material

到了你做碰撞仿真的时候

你车上的保险杠 门槛梁

都不是原始材料了

都是经过成形加工以后

比如说有的门槛梁

是滚轧成形

有的什么发动机罩盖是冲压成形

有的A柱是高压

叫做Hydroforming

就是高液压成形

这些成形过程中

会把材料带入塑性

它会有残余应力和残余应变在里边

它甚至厚度都不均匀

你想想你做仿真的时候

你肯定假设

我这门槛梁厚度是均匀的

那好 所以残余应力

残余应变

还有它经过这种塑性成形加工以后

它的材料属性的变化

所以我们做

做材料的力学行为表征的时候

最笨的办法 之前

就是什么呢

我说你不要把你的原始的材料

供应商给我的材料给我

你给我车上裁下来个部件给我

就等于我把客户的需求

给它提升了

说你就这个车

是门槛梁你把门槛梁给我

是这个仪表板

你把仪表板给我

我从里面

我从上面裁出试件下来

这里边造成两个麻烦

首先我追求了准确性

麻烦一

这个主机厂

让哪给你找门槛梁和仪表板去

车还没出来呢 对吧

你从上一款车去找

这是麻烦一

麻烦二我自己也麻烦了

你要给我一块平板

我上面裁也很容易裁

你给我一个变形的板

我要考虑方向性

很可能就很浪费

经常会你给我

我们从德国运过来

整个的叫做发动机的

就支撑车灯和水箱的

那个整个的塑料结构

整个都运过来

他给我运了好多过来

我才能裁出有限的事件下来

因为不同地方都不一样 对吧

就你看德国人很认真的

所以这样我用的是笨办法

就是我从原始的

车上的那个部件

上面来裁这个试件下来

还得考虑方向性 来考虑 没错

比如说我们前一段

做儿童座椅

儿童座椅都是塑料

什么吹塑成形

什么什么成形

那我如果要仿真儿童座椅的

大变形 各种事

我得知道材料模型

我就把这儿童座椅拿过来

从上面开始

很费劲的裁试件下来

一看各个地方的厚度差别非常大

然后你把它换算成

单位厚度以后

光一个拉伸曲线

就不一样

如果你不像我们做的这么细致的话

你就一条曲线输进去

难怪你那个儿童座椅的响应

比我们做的要差的很远 是吧

难怪你两个月就做完

我们得20个月才能做完 对吧

这个冲压的成形过程的影响

环境和温度的影响

我说我们的笨办法是用

我们现在在研发

稍微好一点的办法

就是说你的原始的宝钢的材料数据

不是材料 原始的材料数据

我把冲压的过程也给你仿真出来

然后我把这个信息

一直携带到碰撞仿真

那么这么一个技术

或者一个方法呢

我得去理解冲压的过程去

然后厚度的变化

全部携带过来

这有待于有限元的发展

是有赖于有限元的发展

去年8月份去LSTC

很多人都在用DYNA 对吧

他说他们给我介绍他们的技术

然后我们来交流说

我们碰到的困难

怎么能够让整个流程

都在你们下边来去生产

环境的影响 温度的影响

咱们就说塑料件

车上这么多塑料件

我有一次让我的工程师

我们在校园里边

中午吃饭

夏天 开着车去很热

然后我说这车太热了

你想这车暴晒了一上午

温度很高

我说等咱们吃完饭回来

你给我量量车里的温度

一个是空气温度

一个是仪表板的温度

我说这俩温度是不一样的

等到我们吃完饭回来以后呢

我说别量这个车了

因为车咱们已经开了十分钟

空调都打开过了

去量那个车

我们夏勇老师的车

他还没吃饭呢

他那车一直晒着呢

他量完了以后说

仪表板上的温度

这就晒了一上午

仪表板表面的温度

大约是在七八十度

空气温度大概是五六十度

这还不是发动机仓哎

所以这是高温 咱说低温

有一年冬天

可能是2010年还是2011年

在外面看那些我们的电动车

我今天下午要讲电动车

到Ann Arbor, Michigan去开我们的

电动车的年会

然后开完会以后

我要乘飞机返回北京

早晨的航班特别早

我就要起的特别特别早

我印象大概闹钟上到四点多 醒来

起来以后租了一辆车

我先要把这辆车热起来

开到还车的地去

然后我特有印象

Michigan一月份最冷的时候

凌晨4点多钟

可能是最冷的时候

它那个车比较好

我开的车都是破车

能够测到温度

我一打开发动机

一看那个温度吓了我一跳

他当时测的是外面的气温

他们用的华氏

总而言之我脑子里

大概很快的换算了一下

那个低温 是非常非常低的

然后当时我折腾了半天

把这车暖起来

然后开上高速公路

那你就想

我这个仪表板

我们大概现在确定了

说车上的正常的工作温度

是应该在摄氏零下40℃到零上80℃

零下40℃到零上80℃

这大概是我车身结构

一个正常的工作温度

也就是说

我的材料属性

应该反应这个温度效应

那你说高强钢没有问题

高强钢从零下40℃到零上80℃

几乎没有任何材料属性的变化

你只要在室温23℃下做是研究完了

但是塑料材料

从零下40℃到零上80℃

塑料材料的变化

可能比我刚才展示的还要大很多

我们还没做

我们现在正在温度箱搭起来

那你想这个行人头碰撞

或者是侧面保护的那些塑料件

冬天我描述的Ann Arbor一月份

跟夏天再比如说广州或者香港

车暴晒了两个小时以后

在120℃差下

他那个材料属性不一样

结构响应不一样

最后伤害就不一样

如果它差两倍呢

伤害就不一样了

另外一个问题

塑料件在低温下

我们还没做这个实验

是很脆的

也就是说

当你的气囊在零下40℃

从仪表板爆出来的时候

就很可能

你那个仪表板

就容易产生较多的碎片

这是不允许的

因为是要伤人的

那你怎么来设计你仪表板的材料

使得气囊在爆出来的过程中

零下40℃跟零上80℃

都按你的预期来走

至少就张一个口让气囊出来

不要整出五片来

或者30片来

四处乱飞

还有一个问题

我们的国内的很多塑料厂商

它的那个塑料厂 件的不合适

或者说我们设计的不合适

因为气囊是有要求的

你会在低温要做实验

在爆出来的过程中

如果你设计的那个开口

因为你会设计一个开口 对吧

你设计的那个开口

它尼龙布在出来的过程中

如果冬天和夏天的毛刺的程度不一样

夏天蛮光滑的

冬天呢很可能

老板看了说很高兴啊

你就是一个开口

没有碎成十片 也通过了法规

但是局部开口的

那个毛刺程度不一样

能想象的吧

毛刺程度不一样

会在冬天的情况下

把你的尼龙布划开一个口子

那你的那个气囊的尼龙布

如果被划开一个口子

别忘了我们设计气囊

我们是设计后边的排气孔

来控制我们气囊的强度

你倒好 突然出了一个

没有预先设计孔

你想想你的气囊还管用吗

好 这就说

要把材料弄的很准确

否则你就得做无穷多实验

把这些事给做出来

所以就是我们针对碰撞载荷

包括施加在人身上的碰撞载荷

比如说气囊

或者是安全带

包括施加在车上的碰撞载荷

在这些碰撞载荷下

你怎么预测

材料的大变形和断裂行为

这是我们的

所以我们就会设计一个

很大的实验矩阵

然后逐渐的去迭代

把这些事给搞清楚