基于仿真分析的汽车B柱侧面碰撞性能设计

汽车车身B柱是侧面碰撞过程中最重要的载荷承载部件,其变形模式和能量吸收对其入侵速度和入侵量有重要影响,并最终影响乘员损伤。针对某车型B柱的侧面碰撞性能设计,首先建立了整车侧面碰撞仿真模型,然后采用从整车模型中提取B柱子系统模型的方法,从而大大提高计算效率,并对子系统模型进行了验证,基于该子系统模型完成了车身B柱的侧面碰撞性能优化设计。工程算例表明,该方法在B柱的性能优化设计方面具有较强的工程实用性。     

基于ADAMS的车身碰撞简化模型研究

基于多体动力学理论和MSC ADAMS软件平台,综合利用多刚体离散法及弹性元件替换法等建模方法,建立了适用于碰撞工况的整车多体简化模型.将其与对应的有限元精细模型分别进行50km/h速度下的正面碰撞仿真实验,两种模型B柱加速度及整车动能变化曲线一致,验证了多体简化模型建模方法的准确性和有效性.文中多体简化模型建模方法精度高、计算效率高及稳健性好,适用于碰撞工况的仿真分析,并具有能够快速分析和修改设计的特点,非常适用于整车早期开发设计阶段.     

基于逐步回归模型的汽车碰撞安全性多目标优化

汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车工业的重要研究内容。面对传统优化方法难以找到汽车结构耐撞性问题多目标参数最优解的难题,在汽车结构碰撞安全性问题的研究中,结合试验设计、响应表面模型和有限元仿真程序提出一种基于逐步回归模型的多目标优化设计方法。利用该方法对以汽车前端结构的加强件作为设计变量,以整车质量、脚踏板在碰撞过程中的侵入量和整车碰撞加速度积分值作为目标函数的汽车100%正面碰撞以及40%正面偏置碰撞的多目标优化问题进行仿真优化研究,结果表明该方法对于汽车结构碰撞安全性的优化具有明显的效果。     

汽车车身偏置碰撞抗撞性分析与结构改进

针对某乘用车在偏置碰撞形式下的安全性问题,对车身前部关键部件进行改进,实现汽车前舱刚度匹配,使整体结构合理变形。通过对仿真结果的分析并针对原车耐撞性能的不足,在车身纵梁前部设计导引槽式吸能结构,以改进前纵梁吸能变形模式;增加A柱加强件的厚度,以提高车架纵向刚度和乘员舱的强度。仿真结果表明:在整车质量仅增加2.24 kg的情况下,改进方案有效地提高了整车的耐撞性,整车的加速度峰值降低了6 g,乘员舱的变形量有所减小。     

某轿车正面碰撞安全性仿真分析

为了评价汽车在正面碰撞中的被动安全性能,本文利用CATIA对某款车型进行三维建模,应用Hypermesh仿真软件建立了正面100%碰撞有限元分析模型,使用LS-DYNA进行碰撞模型的计算,使用HyperView对整车变形、车身能量、前围板入侵量、B柱加速度等结果进行后处理分析。基于中国新车评价规程(C-NCAP)对汽车正面耐撞性能进行评价。     

铝制车身仿真方法研究及试验对标分析

基于某MPV车型进行铝制车身碰撞安全仿真方法的研究,应用内聚力材料模型模拟胶粘连接和应用Constrained_SPR2模型模拟自穿刺铆钉,并与正面碰撞试验结果进行对标,从车身关键零部件变形模式、B柱下部加速度曲线和其他试验数据等方面进行了对比分析。结果表明:正面碰撞仿真结果与试验高度吻合,内聚力材料模型和Constrained_SPR2模型能分别有效模拟胶粘和铆接连接区域实际碰撞情况。     

电动汽车偏置碰撞安全性改进的台车方法

针对某纯电动汽车在40％偏置碰撞试验中出现的保险杠和吸能盒撕裂问题,设计了台车试验方案.基于电动车整车模型,建立了台车的CAE模型,通过多次计算仿真,得到台车的等效速度,并按照等效速度对台车模型进行了偏置碰撞试验.仿真和实验中,台车系统的保险杠变形与整车偏置碰撞的变形基本一致,且通过分析吸能盒和纵梁的截面力峰值,验证了台车试验和整车实验的相关性.为基于子系统试验优化保险杠和吸能盒提供了依据,该系统的设计降低了试验成本,提高了优化效率.     

多目标遗传算法在整车轻量化优化设计中的应用研究

采用D－最优试验设计方法对汽车前部关键吸能部件的材料和板料厚度进行多参数空间的样本数据设计;为提高计算效率,将能够代表整车正面碰撞过程的高精度多参数近似模型引入到整车轻量化优化设计中,并利用多目标遗传算法对近似模型进行优化,使得车身前部吸能部件的板料厚度和材料得到合理配置,同时也使得整车质量和B柱加速度尽可能最小。在车辆安全性满足CMVDR294安全法规的同时,也在一定程度上减小了整车的质量。     

基于25%小偏置正面碰撞的某乘用车前端结构改进设计

对比分析25%小偏置正面碰撞车体结构变形与正面全宽和40%偏置碰撞车体结构变形异同点。针对小偏置碰撞车体结构变形特点提出车体前端结构优化措施,优化措施包括结构改进与材料加强两个方面。对优化后的整车模型进行25%小偏置碰撞虚拟实验,结果表明车体结构优化效果显著,乘员舱侵入量明显减小。进行了正面全宽和40%偏置碰撞工况下的减速度波形验证,证明改进整车模型刚度配置合理,不会影响乘员约束系统的匹配。     

轿车正面碰撞有限元仿真研究

在碰撞仿真理论的指导下,根据国家C-NCAP的规定,以某型号轿车为研究对象,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立整车正面碰撞有限元模型,对整车正面碰撞进行仿真分析。通过对整车以及前部钣金部件和前门框变形和加速度时间历程曲线的研究,评价整车的安全性,结合有关文献的研究,分析正面碰撞建模方法的正确性。     

基于混合近似模型的汽车正面碰撞耐撞性优化设计

以汽车前部结构主要零件的厚度为变量,采用拉丁超立方试验设计方法生成100个汽车正面碰撞有限元仿真模型样本数据并进行计算,对计算结果应用Kriging模型、最小二乘响应面模型、径向基函数模型构建前部结构质量、B柱加速度最大值和前部结构最大吸能相对于各部件厚度的三种近似模型。以B柱加速度最大值为目标,约束前部结构最大吸能、前部结构零件质量及各零件厚度,利用模拟退火算法和三种空间密集撒点优化搜索方法,最终得到一组最优的前部零件厚度组合,使得B柱加速度最大值最小。研究表明,该方法计算精度和效率较好地满足了耐撞性工程设计的需求。     

某MPV车型后排约束系统对标和改进设计

为了减少汽车碰撞安全法规C-NCAP中的整车偏置碰撞试验ODB64对后排假人胸部的伤害,通过对第二排女性假人进行受力分析,和座椅泡沫刚度试验、安全带织带的拉伸试验、静态卷收器芯轴织带环绕拉出试验以及整车偏置碰撞试验,完成了仿真和试验的对标分析,并在仿真模型中改进了约束系统的限力装置,使假人的胸部伤害得到了较大改善,提高了该MPV车型后排乘员的安全保护性能。     

基于正面碰撞的商用车吸能结构改进

对于商用车整车正面碰撞安全性,国标主要考察两个部分:整车结构耐撞性与对应乘员保护,分别影响车身结构设计与约束系统开发,两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求。建立了汽车正面碰撞有限元模型,并对其进行验证。在建立的模型的基础上,使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析,综合评价了整车碰撞性能。针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题,选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象,进行了相应的结构改进。结果表明:改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线,为后期约束系统的开发奠定了良好基础。     

某小型客车正面碰撞建模与仿真分析

在CAD数据模型的基础上,采用有限元分析软件Hyper Works的前处理模块Hyper Mesh建立了某小型客车的整车有限元模型,在显式动力分析软件LS-DYNA环境中对该有限元模型进行了正面100%刚性壁碰撞仿真计算,然后运用后处理模块Hyper View和Hyper Graph分析计算结果,得到了该客车的以下正面碰撞的主要特性:门框的变形分析和B柱下方的加速度分析,并对客车在正面100%刚性壁碰撞过程中的主要变形进行了分析。最后根据分析得到的该客车的碰撞特性,阐述了客车在结构上存在的问题并为设计人员提供参考。     

某越野车偏置碰撞有限元分析与结构改进

用Hyper Mesh软件建立了某越野车的整车有限元模型,用Pam Crash软件按照国家ECE.R94.01法规对整车进行56km/h的40%偏置碰撞有限元仿真,将仿真结果和实车碰撞试验结果相比较,结果表明两者变形相似,吻合度较高,验证了有限元模型建立的准确性。找出了车身的薄弱环节,对其进行结构改进或增加关键零件的厚度。改进后的仿真结果表明,改进后车身各项数据都得到了改善,大大提高了整车的碰撞安全性,验证了有限元分析的可靠性。     

成形过程材料特性变化对整车耐撞性的影响研究

为研究冲压成形中材料特性变化对整车耐撞性产生的影响,选取某款SUV车100％正面碰撞中的关键吸能部件,利用网格映射技术将成形仿真结果即塑性应变、厚度不均等作为碰撞仿真分析的初始条件,进行引入成形工艺因素的整车耐撞性分析,并与传统的碰撞仿真结果进行对比.研究表明:塑性硬化提高了结构的刚度,可能会导致结构变形模式发生改变;成形过程中材料特性的变化对结构的变形、吸能和加速度影响很大,在碰撞仿真中需要引入成形因素,以提高仿真的精度.     

基于Radioss的整车64km/h正面偏置碰撞性能优化

所述车型64 km/h正面40%偏置碰撞性能优化是基于Altair公司的Radioss求解器,通过建立包含假人和约束系统的有限元整车碰撞模型不断计算和优化来达成。假人伤害值优化从单纯的滑台模拟的基础上引入了实时的加速度、前围板侵入、踏板侵入等边界条件。约束系统与整车结构耐撞性得以同步进行分析和优化。分析结果表明:经过多方向优化,达到了整车碰撞性能开发在详细设计阶段预定的目标。     

基于正面耐撞性仿真的轿车车身材料轻量化研究

以某轿车为研究对象,运用显式有限元理论,建立整车有限元模型,基于“汽车正面碰撞乘员保护设计规则(CMVDR294)”的耐撞安全性仿真,从满足整车正面耐撞安全性能的角度,分别采用高强钢和铝合金对车身主要覆盖件进行轻量化研究,使车身减质量分别达9.31 kg和53.10 kg,减质量效果达到11.30%和64.50%。对整车变形、整车与刚性墙的碰撞力、运动速度和加速度、主要零部件吸能等方面进行分析、评价,数值仿真验证了轻量化方案的可行性。     

不同重叠率下两车正面碰撞兼容性研究

本文以小型轿车与中型轿车、MPV、SUV、皮卡四种不同车型在不同重叠率下的正面碰撞有限元仿真为基础,选取小型轿车的前围板及A柱侵入量和乘员舱加速度作为衡量兼容性的参数,对不同车型与小型轿车在不同碰撞重叠率下的正面碰撞兼容性进行了研究,探究不同碰撞重叠率下影响正面碰撞兼容性的关键因素,为整车设计提供理论依据。     

基于虚拟试验场技术的汽车侧面碰撞仿真分析

以显式动态有限元理论为基础,基于虚拟试验场(VPG)技术,对汽车侧面碰撞进行计算机仿真研究.在VPG环境下,对整车CAD模型划分了单元网格,定义了单元类型和材料参数,创建了焊点、接触和约束.参照ECE R95安全法规,加载移动壁障车模型,并设置碰撞初始条件.调用显示动态有限元软件LS-DYNA对仿真模型进行计算求解,得到汽车碰撞过程中应力分布和车身变形云图,以及碰撞能量和加速度曲线.通过仿真可预测出汽车碰撞的安全性能,从而为汽车质量的评价提供了依据.