多锥型铝合金发动机罩盖的结构设计

针对轻量化设计中铝制梁式发动机罩盖在发动机盖到发动机舱之间的硬点距离小于75mm时,不能满足碰撞时行人安全保护的问题,设计开发了多锥形结构的铝合金发动机罩盖。运用非线性有限元法,在ANSYS中分别建立了行人头块、发动机罩盖内板和外板的有限元模型。对多锥型铝制发动机盖的性能进行了人-车碰撞仿真分析,结果表明:新设计的多锥型铝制发动机盖可以在发动机罩盖到发动机舱之间的硬点距离不小于62mm的情况下,可以满足行人碰撞安全保护,提高了人-车正面碰撞时汽车的被动安全性。     

弹起式发动机罩的行人保护性能研究

行人保护是汽车主被动安全的重要内容。根据国标的行人保护试验规程和要求,建立了行人保护头型冲击器及弹起式发动机罩系统的有限元模型。对发动机罩面积进行划分,选取HIC值较大的位置作为碰撞点,通过仿真头部冲击器与发动机罩的碰撞过程,分析不同碰撞点的头部加速度时间历程,研究了弹起式发动机罩的行人保护性能。并搭建了用于发动机罩行人保护性能测试的跌落试验平台,实验验证了弹起式发动机罩的行人保护性能,证明了有限元模型的有效性。     

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。     

泡沫填充蜂窝夹层结构汽车吸能盒吸能特性研究

吸能盒是交通事故中尤其是低速碰撞最先进行溃缩吸能的结构,传统吸能盒一般为薄壁方形管结构,随着设计理念的发展,提升吸能能力最主要的两条路线为泡沫填充和复合夹层结构填充。本文分别将EPP泡沫填充六边形,类四边形和类蜂窝夹层,形成复合型泡沫填充蜂窝夹层吸能盒,采用理论分析与数值仿真的方式,以相应的碰撞评价参数对其进行吸能特性研究。结果表明：泡沫填充蜂窝夹层结构吸能盒大大提升了传统吸能盒的吸能能力,并且采用泡沫填充后,蜂窝夹层结构吸能盒的吸能特性也得到了进一步增强。     

蜂窝铝缓冲结构的仿真分析及应用研究

为得到具有良好耐撞性能的缓冲结构,提升车辆在碰撞中的安全性,以蜂窝铝为研究对象,建立了有限元模型,研究了不同壁厚参数的正六边形铝蜂窝结构的吸能特性,并进一步分析了截面尺寸对缓冲结构碰撞特性的影响,最终结合实际应用,给出了性能合格的缓冲结构方案。通过等效的台车测试,试验和仿真结果的基本一致,验证了有限元模型的正确性。研究结果表明,蜂窝铝缓冲结构能有效吸收车辆的碰撞动能,并降低碰撞过程中车辆的最大减速度,研究对车辆缓冲结构及其参数的选定有重要的参考意义。     

硬质聚氨酯泡沫塑料芯材与夹层结构的研究

研究了发泡原料选择和发泡工艺参数对硬质聚氨酯泡沫塑料的性能及质量的影响,指出发泡填充系数和密度是决定泡沫芯材与夹层结构性能及应用领域的关键因素,说明了聚氨酯泡沫夹层结构具有较好的环境协调性。结果表明,泡沫芯材密度的增加可明显改善芯材的力学性能,采用聚醚组料、体积填充系数为3～4时,芯材综合性能较佳。     

泡沫铝夹芯结构汽车顶板的研究

为了提高汽车的环保性、安全性,以某汽车顶板为设计原型,以轻量化为约束条件,设计泡沫铝夹芯结构汽车顶板。然后,利用Ansys软件对两种结构汽车顶板的静态性能和高空坠物、倾翻安全性做仿真分析。结果表明,泡沫铝夹芯结构汽车顶板与原型结构汽车顶板相比,其质量减轻了32.68%,静态载荷作用下的最大应力和最大位移均减少20%,高空坠物、倾翻试验中,最大应力分别减少5.92%和27.78%,最大位移分别减少35.91%和20.67%,表明泡沫铝夹芯结构汽车顶板不仅实现了汽车轻量化达到了节能减排的目的,而且提高了汽车的安全性。     

基于行人保护的轿车前部造型特征研究

以汽车造型特征为研究对象,提取了紧凑型轿车前部造型特征线进行统计分析和参数化研究,通过建立基于特征和特征线的轿车造型特征参数描述模型,赋予造型特征以碰撞安全属性。建立了轿车与行人碰撞的多刚体模型并进行了仿真实验研究,根据仿真结果数据构造二次回归模型分析轿车前部造型特征对行人损伤的影响,并进行了参数优化。研究结果表明：拥有宽大且低矮的保险杠、较高及坡度平缓的发动机罩前缘且发动机罩长度适中的轿车前部造型有利于行人保护。      

聚乙烯泡沫单填充纸蜂窝夹层管的轴向缓冲吸能特性

借鉴波纹管、夹层管和泡沫填充管等设计思想,利用纸蜂窝和聚乙烯泡沫这两种优质缓冲吸能材料,提出聚乙烯泡沫单填充正多边形纸蜂窝夹层管的设计思路.通过静态和动态轴向压缩试验分析,研究这类结构的轴向缓冲吸能特性,探讨结构参数、跌落冲击参数对变形特征和关键吸能指标的影响,为其结构设计与性能优化提供参考.结果表明,在轴向静态压缩情...     

碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁轻量化设计

采用碳纤维铝蜂窝复合材料替代原铝合金材料,对汽车的保险杠横梁进行轻量化设计,并利用Abaqus CAE软件对比分析铝合金(6082-T6)、T300和T700碳纤维以及T300碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁的力学性能。利用碳纤维铝蜂窝复合材料结构方面的可设计性,探索碳纤维铝蜂窝复合材料面板的厚度、铝蜂窝的边长尺寸以及铝蜂窝的壁厚等结构参数对碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁性能的影响规律,通过调节结构参数获得最优性能的碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁。结果显示,设计的H₄碳纤维铝蜂窝复合材料的保险杠横梁的抗冲击性能优于传统铝合金,并且能减重50%左右,满足使用要求且轻量化效果显著。     

基于RADIOSS的复合材料发动机罩行人保护研究

为研究复合材料发动机罩对行人头部的保护性能,以某车型发动机罩为例,建立了行人头部撞击复合材料发动机罩的有限元模型.利用RADIOSS求解器开展头碰分析,并将各头碰撞击点的加速度-时间曲线和HIC值与铝质机罩结构进行对比.对比结果表明:使用复合材料的发动机罩理论上能够满足行人保护需求,同时整体质量相比铝质发动机罩会更轻,...     

行人腿部保护汽车前部结构优化

为减少人车碰撞事故中对行人的伤害,采用LS-DYNA软件模拟人车碰撞过程,分别模拟了刚性腿型和柔性腿型的碰撞情况,得到行人小腿的伤害规律。同时,针对柔性腿型的分析结果,对汽车前部结构从三个方面进行优化:改进泡沫刚度,行人腿部总得分值提高了10.01%;改变小腿支撑,行人腿部总得分值提高了10.37%;改进保险杠横梁,行人腿部总得分值提高了17.63%。通过改进汽车的前部结构,柔性小腿的碰撞性能得到了优化,为行人保护方面的汽车前部结构设计提供了参考。     

基于Kriging模型的发动机罩多目标优化设计

为提高轿车CNCAP行人保护性能,应用拓扑优化方法对某款轿车的发动机罩内板进行结构改进,以达到降低行人头部损伤值的目的。先以发动机罩内板、外板、加强板及铰链的壁厚为设计变量,采用最优拉丁方法生成样本数据,通过仿真分析,构建了关于发动机罩质量、头部损伤值及模态的Kriging近似模型;然后利用NSGA-Ⅱ（非劣分层遗传算法）多目标进化算法寻优求解。结果表明：改进后的发动机罩不仅安全性和防振性得到改善,而且质量减小,模态值提高,实现了安全、防振及轻量化的设计目标。     

满足行人保护的汽车前端系统设计方法

随着对汽车安全性能的重视程度越来越高,汽车制造商也在不断改进车辆本身的行人保护性能,尤其是行人腿部碰撞保护。如何从概念设计到总布置设计全面考虑汽车前端系统的设计就显得尤为重要。文中通过研究小腿碰撞机理,得出相应的造型和总布置设计条件,并且指出EPP材料的应用能够显著提高小腿碰撞性能,更为有效的方法是采用薄壁钢结构,从而为汽车前端系统提供了设计参考。     

基于泡沫铝复合结构的汽车座椅横梁填充设计与优化

汽车的座椅横梁在碰撞事故中起着保障乘客生存空间的重要作用,对其进行填充优化设计可以有效地提高车辆的安全性能.基于泡沫铝材料高比吸能与轻质的特点,设计了三组泡沫铝与薄壁钢管组成的复合结构,将其填充到汽车的座椅横梁中.通过对座椅横梁填充结构三点弯曲与轴向压缩的有限元模拟,研究了其抗弯曲与抗压缩性能,并对填充方案进行了优化....     

基于行人头部碰撞保护的发动机罩铰链结构设计

针对某款轿车发动机罩铰链区域行人头部碰撞性能不能满足GB/T 24550—2009的要求,建立了车辆与行人头部碰撞分析模型,用试验进行了验证分析,对存在问题的原因进行了分析,并对发动机罩铰链的结构进行了改进,分析结果表明,采用改进后的发动机罩铰链,可有效降低发动机罩铰链区域的头碰HIC值,可以满足法规要求。     

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。     

接触强度和诱导槽对泡沫铝锥管耐撞性分析

针对汽车前纵梁耐撞部件吸能盒结构形式,研究了功能密度梯度泡沫铝填充铝合金锥管在低速冲击下的耐撞性模型优化。通过对泡沫铝填充锥管的轴向低速压溃仿真分析,获得仿真变形状态、载荷及比吸能量对位移的曲线,并对比分析仿真和实验数据,证明仿真模型的有效性。以泡沫铝内核与锥管的接触强度为研究对象,研究其对泡沫铝填充锥管吸能性能的影响。最后提出基于强粘结接触模型的含有诱导槽的功能密度梯度泡沫铝填充模型,并研究其耐撞性。研究表明,具有诱导槽的强粘结泡沫铝填充锥管在碰撞中的峰值载荷更低,载荷变化更平稳,比吸能更大,是一种在汽车制造工程应用中可以考虑的新型吸能结构。     

铝制发动机盖行人保护分析与结构优化策略

基于行人碰撞保护标准在汽车设计中的要求,将铝材料应用于发动机盖,通过CAE仿真分析了铝制发动机盖和钢制发动机盖对行人碰撞头部伤害标准HIC。对铝制发动机盖的结构提出了优化策略,以达到碰撞时保护行人的目的。     

泡沫铝夹芯柱体材料在汽车保险杠中的应用

通过把新型的泡沫铝夹芯柱体材料汽车保险杠和传统的钢管材料汽车保险杠在碰撞时的吸能性能进行对比,发现两种材料保险杠碰撞时的吸能性能方面,前者远远优于后者,从而为汽车保险杠材料的改进提供了依据。