汽车平台架构开发过程中安全性能的设计和仿真

为实现汽车平台化开发策略,在平台内不同车型间最大程度共用底盘、下部车身、动力总成、电器架构和内饰骨架等部件,探索碰撞安全平台化设计的思路和方法。在对国内外安全法规和标准发展趋势分析的基础上,制定平台安全性能目标和开发策略。正向开发搭建完整的汽车平台框架结构,应用CAE仿真分析进行平台内车型碰撞安全性能的设计优化,最终达成平台安全性能开发的目标要求。在此基础上总结整理碰撞安全平台化开发设计流程,供后续平台开发项目参考。     

可脱落式前副车架结构仿真与试验

为应对日趋严格的被动安全法规和标准以及当前流行的短前悬设计带来的整车前碰空间不足的问题,提出可脱落式副车架设计方案。首次引入三阶等效波设计方法,基于某车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真结果提取前副车架连接点位置的载荷特征曲线,规划可脱落式副车架的失效时域;设计前副车架脱落方式及其零部件试验方案,采用CrachFEM失效模型对试验方案进行仿真,对比5轮试验与仿真结果发现：CrachFEM失效模型仿真与冲击试验中前副车架的拉脱失效力峰值的误差最大值为4.31%。 将优选脱落结构设计方案应用于该车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真计算,前副车架在规划时域内脱落,第三阶等效加速度a3降低11.83%,整车位移增大20 mm,整车归零时刻延长1.1 ms,因此该方案可有效改善该车型的前部高速耐碰撞性能。     

影响汽车纵梁前段变形模式的因素

在汽车前部40%偏置碰设计中,要求纵梁不能更改的前提下,希望纵梁前段由折弯变形改进为压溃变形.通过竞品车研究和CAE仿真,确定除纵梁本身的设计外,能较大影响纵梁前段变形模式的因素为前保横梁的强度、纵梁与吸能盒间安装板的强度,以及纵梁与安装板间的连接方式等.进一步的仿真分析发现,适当加强这些部位有利于纵梁的稳定压溃变形,并提升前端结构的能量吸收.     

汽车碰撞过程的计算负载均衡并行有限元技术

为了在有限的计算资源下挖掘更高的汽车碰撞仿真计算效率,基于当前普遍采用的并行处理区域分解算法,结合一个典型碰撞案例分析可知,汽车碰撞模型计算过程中的主要时间开销与结构大变形相关.提出基于坐标递归对分（Recursive Coordinate Bisection,RCB）的计算负载均衡区域分解算法,并将此法应用于某整车碰撞仿真模型的3类典型工况.计算结果表明此法能将并行计算效率提高10%~24%.     

2020版Euro NCAP碰撞MPDB测试对汽车设计的影响

2020版Euro NCAP更新了汽车碰撞安全试验工况。为研究新工况下的碰撞安全性,以不同质量的车辆作为研究对象,对比2020版Euro NCAP MPDB工况与现行ODB工况下被撞车辆的结构变形以及加速度波形的差异。研究表明:新工况与现行工况下的被撞车辆表现差异明显,对中小型车辆影响较大。针对分析结果提出改进思路,为新车型的碰撞安全性能研发提供参考。