郑 颢 欧阳俊 王玉超 李 伟 曾子聪 黄 毅 刘 衡

广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州，511434

0 引言

随着中国保险汽车安全指数C-IASI的推广，尤其是25%小偏置碰极端恶劣工况的引入，整车碰撞会发生大面积钣金和焊点撕裂，底盘件、轮辋和轮毂断裂等情况。车轮总成作为小偏置碰的重要碰撞力传递路径之一，轮毂(含轮毂中心、轮辐和轮辋)刚度对碰撞结果的影响极大[1-2]。在小偏置碰工况中，轮毂受到过大的碰撞力会发生断裂失效，现阶段碰撞仿真主要采用刚性轮毂模拟，这种建模方式不能表征轮毂结构的碰撞断裂和轮胎偏转运动，且刚性轮毂对门槛梁冲击过大时会导致门槛的变形失真，从而影响小偏置碰的仿真精度。目前国内外对轮毂小偏置碰下的断裂失效模拟研究均处于起步阶段，为获得小偏置碰的稳健模拟预测结果，需开展材料特性和失效模型的力学性能研究。为准确地模拟轮毂在碰撞过程中的塑性变形和断裂失效，仿真模拟不仅需要描述材料的弹塑性行为，也要对材料断裂的力学行为进行描述。材料的失效应变与应力状态(可用应力三轴度或应变比描述)和应变率相关，而采用将单轴拉伸试验的断裂延伸率作为失效判据的常应变单元失效方法来描述材料断裂显然是片面的，预测结果是不准确的[3-6]。

随着力学理论和有限元模型的发展，出现了更为完善的断裂/韧性失效模型，其中Gurson模型描述了材料失效时成核成孔的现象，从正向断裂失效形成的机理对该现象进行模拟，属于典型的金属正向断裂失效模型，但该模型忽略了剪切断裂失效。……