泡沫铝填充双帽保险杠横梁碰撞性能优化

为了轻量化碰撞性能优良的汽车保险杠,优化研究新型泡沫铝填充的钢铝双帽型保险杠横梁。分别以正面对中、正面偏置和斜向角度3种碰撞工况建立摆锤和保险杠横梁的有限元模型,以横梁的前帽厚度、后帽厚度、前帽屈服应力和泡沫铝密度为设计变量,根据碰撞工况确定设计变量的约束条件,进行了3种碰撞工况下以比吸能最大和侵入量最小的多目标优化。进一步考虑横梁碰撞发生的概率,并将其作为权重因子建立包含综合比吸能最大和综合侵入量最小的多目标优化模型。优化后的保险杠横梁综合比吸能提高了4.19%,综合侵入量减少了3.54%,提高了新型保险杠横梁的碰撞性能及鲁棒性。     

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。     

基于逐步回归模型的汽车正碰性能改进设计

汽车碰撞是一种不连续、非线性、大变形过程,改进其结构涉及到多变量、多约束、多目标的优化。采用整车正碰过程中的关键吸能薄壁构件为研究对象,对薄壁构件的比吸能最大化,整车初始碰撞力峰值及加速度峰值最小化进行多目标优化。论文以薄壁构件的厚度为设计变量,采用均匀试验设计法安排试验,并利用逐步回归分析对仿真试验数据拟合建立高精度的代理模型,最后利用虚拟目标法对代理模型进行多目标求解。在保证汽车正碰驾驶室有足够安全空间的前提下,显著的提高了薄壁构件的比吸能及降低了初始碰撞力和加速度峰值。     

汽车前纵梁碰撞吸能特性的优化设计

为了使汽车前纵梁在碰撞过程中能够吸收更多的能量,针对前纵梁的不同断面形状、板厚、焊点间距和焊点直径等设计参数,建立了前纵梁碰撞的有限元分析模型,并利用有限元软件LS-DYNA和响应曲面优化算法,进行了碰撞模拟仿真和优化设计。结果表明,优化后的前纵梁的碰撞吸能特性得到了显著的提高。     

泡沫铝填充分体式翻转结构设计与优化分析

汽车发生正面碰撞时,主要依靠汽车吸能盒和保险杠来吸收与传递碰撞能,因此性能优良的吸能盒结构能有效地提高汽车安全性。薄壁翻转管在受压翻转时,表现出较低的平均载荷力与较低载荷峰值,适合用作汽车吸能盒结构。但由于结构翻转过程复杂,在翻转过程中容易引发倾斜,出现不稳定状态,从而导致结构出现刚度变大而失去吸能效能。在对翻转管吸能特性与泡沫铝缓冲吸能效果研究的基础上,设计了泡沫铝填充分体式翻转管吸能盒,对比分析在填充泡沫铝前后的翻转管结构在有效行程内的稳定性与吸能量情况。结果表明,泡沫铝填充式翻转吸能盒不仅在吸收能量上得到大幅提升,其稳定性也得到较大改善,使汽车吸能盒在受到一定倾斜角度压溃时,在有效压缩行程内具备了较好的稳定吸能特性。通过采用NSGA-II算法对结构进行多目标优化分析,最终获得优化设计方案。     

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%。     

基于TRB结构的某SUV车保险杠耐撞性研究

以某款SUV车100%正面碰撞中的主要吸能部件保险杠为例,基于连续变截面薄板(TRB)技术,对保险杠结构进行设计优化,以期达到减少焊点、零件数量、生产工序,以及提高结构吸能能力的目的。研究结果表明:基于TRB技术设计的新型保险杠,刚度增加,在碰撞过程中吸收了更多的能量,降低了整车的变形和加速度峰值,整车的碰撞安全性能得到了改善。     

基于非线性回归分析的保险杠横梁优化设计

通过优化汽车保险杠的横梁结构,提高了汽车的碰撞安全性。用ABAQUS软件应用有限元法对9种不同的设计方案进行仿真计算,然后利用MATLAB对模拟数据进行非线性回归分析。通过拟合方程对钢壁厚度和轮廓半径进行优化,当汽车以时速8.0467km/h(参照IIHS低速碰撞法规)碰撞刚性壁障后,保险杠系统在最大变形和应力限制内单位质量吸能(比吸能)最大,提高保险杠低速碰撞时的耐撞能力。     

轻卡正面碰撞安全性优化研究

为提升某轻型卡车的正面碰撞安全性,基于Hyperworks系列软件进行该卡车的正面碰撞有限元仿真,根据碰撞过程中驾驶室地板前端的纵向反力随时间变化曲线,结合方形截面薄壁梁压溃理论,设计出一种具有缓冲吸能作用的结构,将该吸能结构添加至卡车有限元模型并进行正面碰撞仿真验证,结果表明,吸能结构吸收掉40.5%的碰撞能量,同时驾驶室生存空间较优化前有了明显的提升。     

车架纵梁冲压工艺优化

正车架需要具有足够的强度和刚度,以承受汽车的载荷和从车轮、悬架传来的冲击。当汽车发生碰撞的时候,其能量主要由车架的变形来吸收。在车架前部的吸能结构中,纵梁是最重要的吸能元件,在车辆发生正面碰撞时,纵梁是继保险杠总成压溃失效后产生塑性变形以吸收碰撞动能的主要部件,是重要的安全部件。对于"几"字形截面纵梁冲压件来说,其腹面、翼面落差较大,强度高,材料厚,成形困难,易