地铁车辆吸能装置耐碰撞性分析

吸能装置是确保地铁列车具有良好耐碰撞性能的一种重要部件.为实现地铁车辆吸能装置的结构优化,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对不同厚度、不同横截面形状的薄壁结构碰撞性进行了仿真分析,分析结果表明,吸能装置的性能与其横截面的形状、壁厚的选择紧密相关.条件相同时,吸能装置的吸能能力与壁厚成正比,但壁厚增加时,界面力也随之增大,在吸能结构的设计中,需综合考虑.以地铁头车为研究对象,对安装了吸能装置的地铁头车进行了碰撞仿真,得到车体吸能装置碰撞过程变形情况和碰撞能量-时间历程,结果表明该结构吸能装置具有良好的吸能特性.     

轿车侧面碰撞安全性分析

针对某中低档轿车侧面碰撞安全性差的情况,建立了该轿车侧面碰撞仿真模型,对其侧面车身结构进行改进,合理地利用车体结构和材料特性来改善汽车碰撞时的变形模式和吸能机理。改进前、后的侧面碰撞仿真结果表明,优化后车门和B柱的侵入量以及B柱侵入速度明显减小,车辆的侧面碰撞安全性得到显著提高。     

车辆典型薄壁梁碰撞性能的研究

车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求, 以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象, 针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点, 采用高度非线性显式动态有限元程序Hy perMesh 和LS-DYNA 进行了碰撞的数值模拟, 分析了薄壁梁及保险杠正面撞击刚性墙的全过程以及不同参数的选取对仿真及计算结果的影响。与实车正面碰撞结果进行了对比分析, 验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上, 针对仿真计算结果及薄壁构件吸能特性, 提出了一些改进措施。     

仿荷薄壁管的耐撞性研究

针对传统薄壁圆管结构存在的问题,本文采用结构仿生原理,主要对仿荷薄壁管在轴向冲击下的耐撞性进行研究。利用有限元分析软件对薄壁管做碰撞仿真,以比吸能和峰值力为评价指标,结合不同薄壁管在碰撞时发生的变形模式,分析3组仿荷薄壁管的轴向吸能特性。仿真结果表明,仿荷薄壁管较普通圆管有更好的吸能特性;在比吸能指标方面,3组结构同一系列的仿荷薄壁管比吸能为:B组C组A组,B组结构的比吸能提升最高,比A组平均提升20%;在峰值力指标方面,同一系列的B组仿荷薄壁管较A组仿荷薄壁管的峰值力也有所提升,C组仿荷薄壁管的峰值力受胞数增加的影响最大,当胞数增加到7以上时,C组峰值力大于B组,在不影响吸能的情况下,减小碰撞过程中产生的峰值力,可以保护车内乘员的安全,说明B组仿荷薄壁管是一种更合理的吸能结构。该研究在汽车数值结构分析与优化设计中具有广阔的应用前景。     

大客车侧翻耐撞性的结构设计方法

为了提高仿真结果的准确性,降低产品研发成本和缩短设计周期,提出动态仿真技术与试验相结合的大客车侧翻耐撞性结构设计方法.以某型大客车为例,建立原始车型的侧翻碰撞有限元模型,按照欧盟ECE R66法规对该车进行动态仿真分析;对原有车型进行侧翻试验,根据试验结果对侧翻碰撞仿真模型进行对标.仿真与试验结果表明：在侧翻碰撞过程中,车体变形过大,侵入了乘客生存空间,车身局部结构出现凹陷现象.对车身侧墙和车顶等部位作了多次结构改进,通过仿真分析来确定改进结构的侧翻耐撞性能,改进车顺利通过了ECE R66侧翻试验认证.     

有限元分析方法在保险杠碰撞仿真中的应用

根据汽车与正面刚性墙的碰撞特性,应用有限元方法和碰撞模拟技术,采用Hypermesh软件建立汽车保险杠与刚性墙的正面碰撞仿真模型,并用ANSYS/LS-DYNA求解器求解该模型,研究其在碰撞过程中的动态响应,分析保险杠的耐撞性;同时对保险杠的厚度进行优化分析,通过对保险杠碰撞时的变形、吸能状况和仿真计算结果来预测保险杠的耐撞性。     

汽车车架设计的安全性分析

车架的结构及车体刚度对汽车的安全性有着不容忽视的影响。通过对轿车及微型车的大量实车碰撞试验结果的分析，从事故中的被动安全——安全气囊的匹配及主动安全——碰撞过程中车体自身的吸能程度两方面对汽车车架的设计提出了新的思路。     

微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性分析

提出了应用车辆结构正面抗撞性的参数化模型进行微型客车概念设计的方法。分析了底部吸能结构的主要刚度参数的变化对乘员舱变形、车体减速度和底部吸能特性的影响,阐述了在概念设计阶段运用参数化模型控制底部吸能结构吸能特性及与乘员舱刚度参数的匹配,从而保证整车的正面抗撞性能。给出了微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性设计指标、设计过程与方法,实现了通过参数化模型来快速确定正面碰撞时车身各部分的吸能指标,从而为详细结构设计提供重要依据。     

基于有限元法的某SUV后部碰撞分析研究

基于有限元分析法,以某SUV为研究对象,建立了其有限元模型,对后保险杠中心和车角碰撞过程进行了模拟,通过分析其吸能特性,评价了后保险杠的碰撞性能,然后根据法规要求,对后部100%和40%重叠低速碰撞进行了仿真,分析了碰撞过程各部件的变形、应力分布及能量变化等,验证了设计的合理性,为结构的进一步优化提供了依据,该方法为研究整车后部碰撞提供了新的思路,对深入研究后保险杠、整车碰撞仿真及实车碰撞试验具有重要的参考价值.     

铝合金保险杠吸能盒碰撞吸能特性

为了改进某轿车保险杠的吸能特性,同时实现保险杠轻量化设计,建立吸能盒有限元模型,基于LS-DYNA软件进行了碰撞仿真。对5种不同截面形状的单腔铝合金吸能盒和4种多腔铝合金吸能盒的吸能特性进行了对比分析,探讨了壁厚对碰撞吸能特性的影响。研究表明:在5种单腔结构中,八边形截面形状吸能盒吸能特性最好;多腔结构吸能盒的吸能特性比单腔结构显著提高;在一定范围内增加吸能盒壁厚,吸能量和比吸能均显著增加。     

内凹三角形负泊松比结构耐撞性多目标优化设计

为设计出具有良好耐撞性的车辆碰撞吸能结构,以内凹三角形负泊松比多胞结构为研究对象,通过显式动力有限元软件LS-DYNA建立了此吸能结构的轴向冲击有限元模型。结合最优拉丁超立方设计方法,构建了此吸能结构的峰值冲击力PCF和比吸能SEA关于长胞壁尺寸a与胞壁厚度b的多项式代理模型,采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化设计,并基于适应度函数C获取一妥协解。优化结果表明:胞壁厚度比长胞壁尺寸对此吸能结构耐撞性影响更显著,通过合理匹配壁厚和长胞壁长度,能有效降低峰值冲击力,提高比吸能。     

基于LS-DYNA的微型客车正面碰撞分析

在CAD模型的基础上采用HyperMesh软件建立了某微型客车的有限元分析模型.在LS-DYNA环境下,对整车进行了正面碰撞的非线性仿真,得到了碰撞时相关参数,并对该车在碰撞过程中主要吸能部件进行了分析,最后通过实车碰撞验证了仿真结果的正确性.通过仿真和实车碰撞结果表明:利用有限元分析对于汽车正面碰撞仿真是有效的.     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

微车正面碰撞建模与仿真分析

为分析微车前部构件的耐撞性,根据碰撞仿真理论,建立了基于求解器LSDYNA的微车正面刚性墙碰撞有限元模型,对微车正面碰撞过程进行仿真计算,并将仿真结果与真实试验结果进行对比,验证仿真模型的有效性。通过分析前纵梁和前围板的变形及吸能情况,可知前围板变形在可接受的范围内,前纵梁变形吸能情况不理想,需要进一步优化。     

考虑汽车正面低速碰撞角度偏差的 吸能盒性能优化设计

汽车发生正面低速碰撞时,由于各种因素的影响,不能达到百分之百的正面碰撞。因此,运用非线性有限元LS-DYNA仿真软件对碰撞方向偏差±6°的汽车正面低速碰撞进行了仿真模拟,在确保吸能盒在正面碰撞过程中能够吸收一定能量的基础上,当汽车的碰撞角度发生偏差时也能够使吸能盒具有良好的吸能效果,保障车辆与乘员安全。并通过定义目标优化函数及仿真研究进行了吸能盒优化设计,得到优化后吸能盒的碰撞吸能数值及碰撞角度变化时碰撞吸能的变化情况,从而得出具最佳吸能性能吸能盒的设计变量,即吸能盒壁厚1.5 mm、长180 mm、边数为6,此结构下在碰撞角度偏差±6°时,其T值最小。     

吉化炼油厂爬车系统技术改造设计

结合现有新型槽车进出油品装卸区的空间需求,对现有老旧爬车系统改造:对原有爬车车体、车轮结构、推臂结构进行了结构改进,解决了新型槽车空间受限的问题;对原有爬车运行控制,运用现代控制技术,重新进行了控制设计,保证了爬车运行的安全可靠性.     

高速公路护栏端部设计及其碰撞仿真分析

交通安全问题是全社会关注的一个热点问题,路侧交通事故占交通事故总数中相当大的比例.路侧护栏作为高速公路上防护事故车辆的有效手段,其端部设计与道路交通安全息息相关.结合我国路侧半刚性安全护栏端部的设计现状,提出解体消能优化设计方案,采用计算机仿真模拟软件和有限元结构分析软件进行碰撞仿真,模拟显示了端部解体消能结构在碰撞仿真过程中的运动状态,结果显示此设计具有很好的吸能效果及优越的可靠性和安全性.设计方案及仿真结果在陕蒙高速公路上进行了试验段施工,取得了成功.     

基于提高轿车后面抗撞性能的后纵梁结构优化

以某轿车为研究对象,参照国家标准GB20072—2006《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》,建立整车后面碰撞仿真分析模型。用PAM-CRASH显式分析软件计算整车140ms的后面碰撞响应过程,并通过仿真与试验结果的对比分析,验证了所建整车后碰模型的有效性。结合试验与仿真结果发现,该车型存在后纵梁变形吸能不充分和车体加速度较高等不足,通过对后纵梁进行结构优化和改进,改进后的仿真分析结果较为理想,满足后碰被动安全性要求,提高了车身结构后面抗撞性能。     

双面梯度多角薄壁结构的吸能特性

梯度厚度和多折角设计是提升薄壁结构吸能效率的两种有效策略,将这两种策略联合,提出了具有双面梯度厚度的多角薄壁结构(包括方管和非凸多角管),并对其在轴向冲击下的力学行特性进行了理论分析,推导了该结构的平均撞击力理论模型。基于显示非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对该结构进行了仿真实验研究,且仿真实验结果与理论预测值有较好的一致性。实验结果表明:增加折角数和提升厚度梯度均可有效提升管件的吸能效率。作为梯度厚度策略与多角薄壁结构的联合,具有双面梯度厚度的非凸多角管相比传统均匀厚度的方管在比吸能上提高148%～205%,充分展现了这种联合策略在提升薄壁结构耐撞性方面的高效性。     

新型可导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重程度,根据事故形态和国内外相关标准,提出可导向防撞垫的碰撞试验条件与评价标准,采用有限元仿真和碰撞试验相结合的技术手段,开发出一种新型可导向防撞垫结构.结果表明,开发的防撞垫能防护1.5 t的小型车辆以60 km/h速度正面碰撞和100 km/h速度侧面碰撞,车体碰撞方向加速度最大值分别为10.7g和16.1g,车辆姿态良好,对乘员形成安全保护;仿真结果和试验结果一致,误差在10%以内.