基于碰撞车门防撞梁轻量化设计

对车身高强度钢板热成形构件进行研究,进行热冲压成形的车身高强度钢板构件材料试验,分析了车身高强度钢板热成形构件的力学性能和金相组织。以某轿车为例,应用高强度钢板热成形构件对车门防撞梁进行改进,并根据C-NCAP进行了侧面碰撞的有限元模拟计算和对比分析。结果表明高强度钢板热成形构件显著减少了侧面碰撞的车体变形,在实现车身轻量化的同时,提高了汽车碰撞的安全性,验证了高强度钢板热成形构件在车身上应用的可行性。     

基于正面碰撞前防撞梁的DOE轻量化设计

通过Hyper Mesh建立了汽车前防撞梁及吸能盒正面碰撞模型,以防撞梁及吸能盒的截面形状、截面尺寸、材料、厚度与吸能盒诱导槽位置作为设计变量,以加速度峰值、最大吸能和最大压溃量作为约束,以质量最小作为目标,通过Isight进行DOE实验设计和优化。结果表明,优化后前防撞梁与吸能盒总质量降低了39.2%,轻量化效果显著,碰撞性能明显提升。铝合金比强度、比刚度高,耐腐蚀性好,密度是钢的1/3,是汽车轻量化的重要材料,优化结果表明,调整壁厚和截面形状的铝合金防撞梁总成结构的吸能性能最好,比原钢质件提高约6.6%,同时减重49.38%。     

纤维增强复合材料汽车前防撞梁的设计与分析

为减轻车身重量,以某新能源车型前防撞梁为研究对象,分别采用单向碳纤维增强树脂基复合(Continuous Fiber Reinforced Polymeric, CFRP)材料和机织碳-玻混杂纤维增强树脂基复合(Carbon-Glass Fiber Reinforced Polymeric, C-GFRP)材料代替原铝合金(6082-T6)材料。基于三点静压工况,确定“凹”字形结构为新设计复合材料前防撞梁的截面形状。基于熵权TOPSIS法对C-GFRP复合材料前防撞梁进行多目标优化,结合正面低速碰撞仿真对比,确定了2种复合材料前防撞梁的最优铺层厚度和铺层角度,通过碰撞比吸能、最大侵入量和碰撞支反力峰值等性能参数对比,分析了2种复合材料前防撞梁各自的优势。     

汽车前防撞梁的耐撞性与轻量化优化设计

为改善汽车的耐撞性、提升汽车的轻量化程度,从结构改进的角度对汽车前防撞梁进行优化设计。建立汽车前防撞梁正面100%碰撞模型,以前防撞梁横梁和吸能盒厚度为设计变量,以碰撞力峰值作为约束条件,构建以前防撞梁总成吸能量最大化、质量最小化的多目标优化模型。采用哈默斯利法进行试验设计,通过拟合得到近似模型。近似模型与仿真值误差不高于5%。采用全局响应面法对多目标问题进行优化,得到Pareto最优解集。结果表明,优化后前防撞梁吸能量提高了15.8%,质量降低了6%,碰撞力峰值降低了20.3%,比吸能提高了23.1%。优化设计显著改善了汽车的耐撞性并提升了汽车的轻量化程度。     

考虑碰撞安全性的汽车车身轻量化设计

车身结构轻量化设计的同时,还要保证其碰撞的安全性,为此提出了基于碰撞的汽车车身轻量化设计方法。以某轿车为例,在保证刚度和模态的前提下,对车身零件的厚度进行敏感度分析,以车身质量最小化为优化目标,对车身零件的厚度进行优化计算,根据零件的可制造性和加工成本对优化的零件厚度进行调整。应用有限元和多刚体动力学方法,对整车及乘员约束系统的正面碰撞进行模拟计算,对轻量化的设计结果进行对比分析,根据碰撞结果对优化的车身零件厚度进行调整,使轻量化的车身满足碰撞安全性的要求,验证了基于碰撞的汽车车身轻量化设计方法的可行性。     

基于碰撞安全性具有引导结构汽车前纵梁设计

前纵梁抵抗弯曲变形的能力直接影响整车碰撞安全性.针对前纵梁进行引导结构优化设计,以提升抵抗弯曲变形能力.基于前纵梁弯曲变形工况,分析前纵梁弯曲变形的截面受力变形模式;外延变形具有最好的弯曲变形承载能力;设计具有外延变形和对称变形交替出现的前纵梁结构,选用开引导槽的结构形式进行优化设计;基于碰撞法规,选取正面100％刚性...     

基于碰撞安全性的可导向防撞垫设计

针对目前可导向防撞垫的吸能单元在碰撞变形过程中挤压两侧波形板而导致波形板散落造成二次损伤的现状,从而提出了一种"H"型的吸能单元构型。根据我国《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01-2013)评价标准,设计了一种满足80 km/h碰撞速度的TA级可导向防撞垫,并通过建立车辆-防撞垫有限元仿真模型结合碰撞仿真试验,对TA级可导向防撞垫的碰撞安全性进行综合分析。结果表明,仿真计算所得车辆运行轨迹没有出现侧翻、攀爬和骑跨等现象,各碰撞工况车体的最大加速度分别为:17. 3g、16. 5g、14. 6g、8. 1g,满足碰撞安全性法规的评定标准要求。     

汽车转向器总成轻量化设计

能源短缺和环境污染是世界经济发展面临的两大问题，如何发挥汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染，这时，汽车轻量化就自然成为一个重点研究课题。随着哥本哈根世界气候峰会的举办，现在不论国际用户还是国内需求，都一致向下游供应链提出要求：实行汽车轻量化设计，汽车零部件必须减重。     

考虑正面碰撞特性汽车前纵梁轻量化设计分析

前纵梁承载和吸收车辆正面碰撞的能量,保证安全性的前提下,可以通过厚度减薄实现轻量化。针对前纵梁的结构特点,采用强度等效减薄理论开展轻量化设计;在分析传统强度等效减薄公式的基础上,考虑材料变化后,相关的参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响,对公式进行修正;对某车型前纵梁开展优化设计,材料由DP590提升为DP780;对优化后的成形工艺进行分析;根据C-NACP正面碰撞要求,建立前纵梁总成碰撞分析模型,获取总吸能和承载力参数变化,并采用整车正面碰撞对比分析,以验证优化后零件的碰撞安全性。结果可知：根据修正公式,厚度由1.6mm减薄至1.4mm,实现轻量化减重12.5%;轻量化后,总成的能量吸收有较大提升;结构的最大承载力由346kN降低到322kN,降低了7.45%,表明整个过程的载荷呈现变缓的趋势,对于乘员保护是有利的;试验与模型分析结果对比,侵入量最大值分别为159.56mm和166.73mm,误差为4.5%,基本一致,表明结果的可靠性。分析结果表明修正强度等效减薄公式是有效的,为此类设计研究提供重要参考。     

碰撞条件下的保险杠系统轻量化研究

前保险杠系统的轻量化可以减小能源消耗,降低成本,但须满足相关碰撞安全标准.在有限元软件HyperMesh中构建前保险杠系统模型,进行低速正面碰撞仿真验证模型的可靠性.定义变量、确定优化目标和约束条件后,创建Kriging代理模型,验证模型正确性.通过NSGA-II算法对代理模型优化求解,选取最优解,并根据仿真结果对最优...     

基于碰撞安全性的保险杠横梁轻量化设计与优化

提出了基于耐撞性能和行人保护性能的保险杠横梁轻量化设计要求,以某量产车型的保险杠系统为研究对象,对保险杠横梁进行轻量化设计。以质量最小为优化目标,采用中心复合试验设计和自适应响应面法对所设计的铝合金保险杠横梁壁厚进行了试验仿真优化。研究结果表明:所设计的铝合金横梁与原钢制横梁相比,在显著轻量化的同时有效提高了耐撞性能和行人保护性能。     

应用正交试验法汽车B柱轻量化设计分析

B柱是车身重要的承载结构件,对侧面碰撞安全具有重要影响,同时B柱也是轻量化设计的重要单元.根据B柱的结构特点和在车辆侧面碰撞中的结构形态,搭建B柱侧面碰撞仿真分析模型;根据分析结果和零件的可制造性分析,基于正交试验法对B柱的材料和厚度进行设计,并根据乘员的相对位置对激光拼焊的焊缝进行设计;根据侧面碰撞的侵入量和侵入速度...     

燃料电池轿车整车碰撞氢安全评价方法

随着新能源汽车的不断推广,燃料电池轿车的相关技术也得到了深入研究和长足的发展。相对于传统的内燃机轿车来说,燃料电池轿车因为将氢气作为动力源,在发生碰撞时就要考虑如何来确保整车的氢安全。现基于某款燃料电池轿车的整车碰撞氢安全设计思路,采用有限元碰撞模拟分析方法,探讨了燃料电池轿车的碰撞氢安全评价方法。     

车辆碰撞自动呼救系统触发算法设计

为提高车辆碰撞自动呼救系统的可靠性,基于移动窗原理设计了一种独立于安全气囊系统的碰撞检测算法。该算法对窗宽内的汽车纵向与横向加速度信号进行合成积分,通过比较积分值与设定阈值的大小来确定是否触发紧急呼救。通过实车试验采集某款越野车型在各种典型工况下的车身加速度信号确定了触发算法的阈值。为验证触发算法的可靠性,对自动呼救系统终端进行设计并进行了台车碰撞试验。试验结果表明,所设计的触发算法能够准确检测到碰撞事故发生,自动呼救终端能够准确触发紧急呼救并记录相关碰撞信息。     

汽车后排可翻转坐垫在正面高速碰撞中的优化

以某车型为研究对象,建立了后排乘员约束系统的座椅-安全带-假人有限元模型,利用显式动力学软件LSDYNA仿真分析了50km/h正面碰撞中后排女性假人的各伤害指标,实车碰撞试验验证了仿真结果的有效性,在此模型基础上提出坐垫翻转系统,以坐垫翻转角度及起始翻转时刻为优化参数,对50km/h正面碰撞、56km/h与64km/h偏置碰撞等高速碰撞类型中假人的伤害指标进行优化,坐垫翻转系统对不同碰撞形式均可改进乘员伤害指标,并得出各类型碰撞中坐垫翻转参数的最优方案。     

基于双响应面模型的碰撞安全性稳健性优化设计

建立稳健的车体耐撞结构是提高汽车碰撞安全性的有效途径.传统的耐撞性优化设计,由于忽视制造工艺、材料特性和边界条件中存在的不确定因素,导致汽车碰撞安全性能不够稳健.近年来,稳健性设计得到广泛的关注,并在汽车工业中得到应用.将稳健性设计方法应用到汽车碰撞安全性设计中,以某轿车的前纵梁为研究对象,运用双响应面方法对其进行稳健性优化设计.采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)方法和最小二乘方法创建碰撞响应的二阶多项式双响应面模型,将材料特性作为不确定性因素.稳健性优化后,对前纵梁碰撞性能的稳健性与优化前进行对比分析.分析结果表明,该稳健性设计方法精度较高;经稳健性优化后,前纵梁碰撞性能的稳健性获得了显著提高,且质量减少了3.32％.     

高速公路雨雾监测与车辆预警系统设计

针对高速公路雨雾灾害具有突发性、小范围波动等特征,通过集成GSM、GPS和GIS等信息技术,设计建立了高速公路雨雾监测与车辆预警系统。同时,探讨解决了系统设计过程中的关键技术问题,如雨雾实时监测、无线数据传输网络设置、多维度数据库建库和信息直观显示、及时发布等。最后,通过建立一个实验系统验证了系统的可行性,结果表明：系统能够对雨雾灾害进行多点实时监测及数据远程传输,能及时发布预警信息,有效降低雨雾天气下的交通事故发生率。     

基于遗传算法的汽车驱动轴多目标轻量化优化设计

驱动轴是汽车传动系统的重要零部件之一,它对汽车驱动性能和运行稳定性有重大影响。依据汽车轻量化技术的发展趋势,提出了一种基于数值优化和有限元模拟技术相结合的多目标轻量化设计方法。以汽车驱动轴的内径值为设计参数,在满足驱动轴刚度和强度约束条件下,利用拉丁方试验设计和最小二乘方法建立了驱动轴多目标轻量化设计的响应面预测模型,并采用多目标遗传算法计算得到了驱动轴多目标轻量化设计函数的Pareto解集,结合实际产品设计的需要,研发了一种新型全空心驱动轴结构,运用有限元法对新型驱动轴的模态振型和等效应力等力学特性进行了分析。仿真结果表明:新型驱动轴等效应力最大值发生在花键末端圆角过渡部位,低于驱动轴材料的抗扭强度,满足强度设计要求;驱动轴的前10阶非零振型主要为弯曲变形,新型驱动轴固有频率与实心驱动轴固有频率相近,在使用过程中可有效避免共振。为驱动轴以及其它机械产品的多目标轻量化设计提供了一种新的理论方法,在汽车行业轻量化设计方面具有重要参考价值。