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。     

铝/碳纤维复合材料保险杠轻量化设计

对保险杠进行轻量化设计,并保证碰撞安全性,用铝/碳纤维复合材料替换原保险杠防撞梁钢质材料。分别对保险杠各部分厚度及碳纤维铺层角度进行了设计,确定了铝合金和碳纤维的厚度,探讨了铝合金和碳纤维板的厚度对碰撞性能的影响,通过采用对碳纤维铺层角度优化的方法提高碰撞安全性。通过拉丁超立方采样得到的试验样本,用移动最小二乘法建立近似模型并验证其精度,利用多目标遗传算法对近似模型寻优,确定了碳纤维最佳铺层角度,得到优化后铝/碳纤维复合材料保险杠防撞梁。与原钢质材料的保险杠相比,优化后铝/碳纤维复合材料保险杠质量减轻了36.497%,且满足碰撞安全性要求。     

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。     

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。     

桥式起重机主梁腹板结构拓扑优化设计

1拓扑优化设计数学模型的建立拓扑优化理论首先是在离散结构的拓扑优化中被提出来的(例如Michell的桁架理论),并且对一些简单的问题得到了很好的解答,但是,对复杂结构的拓扑优化问题,特别是连续体结构拓扑优化问题的解答还不够理想。为了解决这些问题,广大科研人员对原有的理论和方法不断改进。优化方法的选择目前常用的连续体结构的拓扑优化方法有:变厚度法、变密度法及均匀化方法。变厚度法的数学模型简单,但优化对象受到很大的限制。变密度法以连续变量的密度函数形式显示地表达相对密度与材料弹性模量之间的相应关系,这种方法基于各向…     

某新能源轻卡前保险杠性能分析与优化

为了校验某新能源轻卡前保险杠的性能是否符合要求,首先建立前保险杠总成的有限元模型,采用频率响应方法对其进行振动强度分析,分析结果表明其应力峰值超过屈服极限值。然后对其进行模态性能分析,分析结果表明其第一阶固有频率低于路面激励频率,均不满足设计要求。最后采用集成平台对前保险杠支架厚度进行优化设计,获取其最优值,并且优化之后的振动强度性能和模态性能均能够达到目标值。     

基于区域灵敏度及空间多层形貌的车身设计

提出了区域灵敏度分析方法,并通过设定关键区域的区域厚度变量,将灵敏度分析对象由单个零件的厚度变成关键区域的区域厚度变量。提出了基于优化空间重组及灵敏度筛选机制的空间多层形貌优化技术,对零件沿法向正反两个方向进行了结构形貌优化,并将两种方法应用到某车身轻量化设计中。应用实例表明,该方法可以成功地实现关键区域的灵敏度分析,并能大大缩短车辆开发时间优化。     

基于Optistruct的保险杠横梁拓扑优化设计

基于结构优化软件Optistruct,运用拓扑优化方法,对某车保险杠横梁结构进行了拓扑优化设计,得到保险杠横梁的初步结构,为进一步的尺寸优化打下了基础。     

基于 LS-DYNA 的复合板保险杠可行性研究

运用 ANSYS/ LS-DYNA 软件对复合板应用于汽车保险杠进行了仿真模拟,根据保险杠低速碰撞试验规范-SAEJ2319,把不同厚度比的 PP/低碳钢复合板保险杠与单层的 PP 保险杠和单层低碳钢保险杠的碰撞性能进行对比,分析所得出的变形,加速度,碰撞应力应变,能量等特征参数后发现复合板的碰撞综合性能较好,其中厚度比为2：1的PP/低碳钢复合板碰撞综合性能最好。为 PP/低碳钢复合板运用于汽车保险杠的可能性提供了参考依据。     

基于田口方法柔性铰链应力对设计参数的灵敏度分析

针对柔顺机构中柔性铰链在受到连续变载荷反复加载的情况下,其最小厚度处容易产生应力集中并导致疲劳裂纹的产生,最终使得柔性铰链疲劳失效这一问题,以柔顺机构中典型的椭圆型柔性铰链为研究对象,分析其在最小厚度处所产生的最大应力,通过引入田口方法对其所产生的最大应力进行特性分析,找出影响其最大应力的可控因子以及噪声因子进而对其进行正交试验,并采用基于正交试验的灵敏度分析方法,定量地分析各决策变量对其最大应力的影响程度。计算结果表明:椭圆型柔性铰链最大应力的变化是由多个设计变量共同作用的结果,铰链的最小厚度t对其影响最大。基于田口方法的灵敏度分析因其不依靠优化算法,所以可用于分析不可微、离散或隐式表达式的结构灵敏度,从而为柔性铰链的稳健设计提供指导,以提高柔性铰链的疲劳寿命。     

基于LS-DYNA的7075铝合金汽车保险杠碰撞仿真分析

为了使汽车轻量化,将7075铝合金应用于汽车保险杠系统中。通过有限元软件LS-DYNA对不同厚度保险杠模型的低速对中碰撞进行仿真分析,选用2.5 mm厚加强板和2.0 mm厚齿状横梁,相比原钢质保险杠质量下降20.5%。最后对所选保险杠进行对中碰撞仿真分析。结果显示该保险杠不仅质轻,而且吸能充分,满足碰撞安全要求。     

轿车保险杠耐撞性结构设计的研究

以某型国产轿车保险杠为例 ,建立了保险杠低速碰撞有限元模型。分析了仿真计算中涉及的关键问题。对保险杠系统进行了耐撞性仿真研究 ,指出了保险杠系统设计的基本准则。保险杠低速碰撞试验验证了仿真结果的可靠性。     

环形梯度多胞结构的多工况耐撞性研究

针对传统多胞薄壁结构在受到冲击时峰值力过大以及在斜向碰撞时易产生全局弯曲而失稳的问题,提出了一种新颖的具有梯度材料分布特性的环形梯度多胞管。提出并推导了环形多胞结构的平均碰撞力的理论模型,并进一步采用实验方法验证了理论模型的可行性。采用数值分析的方法,对比研究环形梯度多胞结构和均匀多胞结构在多角度冲击工况下的吸能特性。研究结果显示：梯度多胞结构比均匀多胞结构具有更好的能量吸收能力和承载特性,尤其在大角度倾斜冲击工况下,梯度多胞结构具有更明显的耐撞性优势;并且,随着梯度指数的增大,梯度多胞结构的峰值力、能量吸收能力都会降低,并呈现逐渐收敛的趋势,梯度厚度区间也对梯度结构的耐撞性有重要影响。     

吸能式汽车保险杠轻量化设计分析

在汽车保险杠原始结构的基础上,进行了轻量化设计.利用ANSYS/LS-DYNA软件对原始保险杠及其轻量化结构在低速碰撞过程中的动力响应特性进行了数值仿真,结果表明：原始保险杠在低速碰撞条件下应力分布不均匀,而加强筋保险杠和波浪加强板形保险杠耐撞性、能量吸收性更好,其应力分布较均匀,并且波浪加强板形保险杠性能优于加强筋保险杠.     

轿车侧门碰撞强度仿真分析及优化

针对汽车侧面碰撞安全性问题,运用显式非线性有限元软件LS-DYNA对国产某轿车的侧门碰撞强度进行了仿真分析.通过对车门碰撞参数指标加以分析,得出该车门碰撞安全性较差,吸能效果不够理想的特点.利用改变车门内防撞板的结构和放置方式以及将材料由普通钢改为高强度钢的手段优化车门防撞强度.由改进前后的数值计算结果对比表明,优化后车门在侵入量,侵入速度,加速度以及吸能方面都得到了不同程度的改善,从而加强了车门碰撞强度,提高了汽车侧面碰撞安全性.     

小客车保险杠低速碰撞仿真研究

在低速碰撞过程中，保险杠发挥了举足轻重的地位，根据保险杠低速碰撞的法规要求，应用显式动力有限元 分析软件ANSYS/LS-DYNA，对某型小客车的保险杠系统进行了低速碰撞仿真研究，通过对变形情况，速度，加速度时间历程曲线的结果进行分析研究，对该型保险杠性能的进一步改进提出了建议。     

基于抗凹性的轿车零件的轻量化设计及耐撞性分析

基于扁壳理论推导了在集中载荷作用下，双曲扁壳的抗凹刚度的表达形式。根据扁壳中心局部产生微凹痕的临界外载荷作为汽车扁平类零件在轻量化过程中的一项重要指标。并通过仿真分析，验证了轻量化零件的耐撞性。     

Optimization of functionally graded foam-filled conical tubes under axial impact loading

Metallic foams as a filler in thin-walled structures can improve their crashworthiness characteristics. In this article, nonlinear parametric finite element simulations of FGF foam-filled conical tube are developed and the effect of various design parameters such as density grading, number of grading layers and the total mass of FGF tube on resulting mode shapes, specific energy absorption and initial peak load is investigated. Multi design optimization (MDO) technique and the geometrical average method, both are based on FE model are applied to maximize the specific energy absorption and minimize the impact peak force by estimating the best wall thickness and gradient exponential parameter “m” that controls the variation of foam density. The results obtained from the optimizations indicated that functionally graded foam material, with graded density, is a suitable candidate for enhancing the crashworthiness characteristics of the structure compared to uniform density foam.     

基于高强度钢选型及成本控制的车顶结构耐撞性优化设计

针对高强度钢在车身结构设计中的应用成本与效率问题,提出一种车顶结构耐撞性设计方法,并对某车型进行优化设计。首先进行全局灵敏度分析,筛选出影响车顶强度的主要承载部件;然后将高强度钢的选型作为离散设计变量,厚度作为连续设计变量,同时对材料成本和总质量进行约束,建立车顶结构耐撞性优化的数学模型;最后,采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对主要承载部件进行优化设计。结果表明：在部件总质量和材料成本的控制下,车顶承载能力提高18.53%。该方法为高强度钢在车顶结构耐撞性优化设计中的应用提供了一种选型参考。     

基于连续响应表面法的汽车结构耐撞性仿真优化

汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车工业重要的研究内容.耐撞性的优化涉及到材料与结构的众多参数,传统的设计、仿真及碰撞试验往往只能在一定程度上改善结构的碰撞性能,而无法达到限定条件下的最优状态.为解决汽车碰撞的优化问题,文中采用连续响应表面方法,通过变量筛选技术和一阶线性响应表面模型,并结合非线性有限元程序进行全局寻优.汽车前端结构的耐撞性优化表明,该方法具有较高的精度和稳定性.