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。     

TB级可导向防撞垫吸能盒拓扑优化设计

为了可导向防撞垫轻量化设计,基于混合元胞自动机的耐撞性拓扑优化方法,对可导向防撞垫吸能盒进行多工况拓扑优化分析,提取了吸能盒拓扑构型。并且利用正交试验设计方法,以车辆多工况碰撞中最大的加速度为考核指标,对矩型截面吸能盒的截面参数进行了优化设计,确定了矩型截面吸能盒的最优参数组合。最后,对正交试验优化前后的防撞垫进行多工况有限元仿真分析,并且将正碰工况下优化后防撞垫与现存防撞垫加速度对比,结果表明通过优化后获得的吸能盒较优化前缓冲性能更优,能更好的保护乘员安全。     

某纯电动汽车实车碰撞安全性能的研究

基于某纯电动汽车正面碰撞的仿真分析后在座椅下方增加横梁的优化方案,对该纯电动汽车实车进行正面碰撞试验,分析了碰撞过程中驾驶员及乘员头部、颈部、胸部及大腿的受力情况,并对比了碰撞前后车辆的损坏情况。依据汽车正面碰撞的乘员保护国标要求,优化后车辆进行实车正面碰撞后驾驶员及乘员头部受力等评价参数符合法规要求、车辆状况符合法规要求,表明优化方案的有效性,提升了车辆的安全性,保护了乘员的生命安全。     

桥墩柔性防撞装置设计及数值分析

针对国内外对于车—桥碰撞的研究较少,而且大多属于对桥墩防撞的研究,对车和乘员保护的研究更少的问题,在我国自主研发的船—桥碰撞柔性吸能防撞装置的基础上,对公路高架桥墩柔性防撞装置进行了设计研究。采用有限元仿真的方法(基于Pro-E建模、Hyper-Mesh前处理、LS-DYNA仿真计算)模拟了小车以速度为80 km/h,碰撞角度为90°正面高速碰撞城市高架桥墩以及模拟了小车以速度为60 km/h,碰撞角度为20°碰撞带有防撞装置的城市高架桥墩。提出了从车辆行驶轨迹、车辆B柱加速度、系统能量以及碰撞表面的撞击力4个方面来系统研究防撞装置在碰撞中的吸能、缓冲及导向作用,并设计了一种新型桥墩柔性防撞装置。仿真结果表明:设置防撞装置后,高速正面碰撞时撞击力由1 700 k N减小到1 000 k N,满足《公路桥涵设计通用规范》的要求,验证了该装置对桥墩和乘员的保护能力。低速偏置碰撞时防撞装置能引导车辆以一定车速回到原车道,验证了该装置对车的保护作用。     

高速公路弯道缓冲护栏装置设计研究

针对现有《公路安全设施设计细则》的传统护栏缺失对高速公路弯道护栏的设计细则问题,对车—护栏系统在急弯路段、高速、大角度发生碰撞的防护性能进行了研究,采用有限元仿真的方法(基于Pro-E建模、Hyper-Mesh前处理、LS-DYNA仿真),模拟小车以速度分别为80 km/h、100 km/h,碰撞角度为25°碰撞A级传统波形梁护栏,提出了从车辆行驶轨迹、车辆质心加速度、系统能量以及车辆损伤形态4个方面来系统研究护栏在碰撞中的阻挡、缓冲及导向作用,并设计了一种新型柔性缓冲防护栏结构。仿真结果表明:A级传统波形护栏与立柱的夹角小于60°,且最大瞬时减速度大于20g,不能满足法规规定的碰撞防护要求;而新型柔性缓冲护栏能利用防撞圈来缓冲碰撞过程,并且其最大的变形仅为传统护栏的14%,动能转化为内能的比率下降40%,能引导车辆以一定车速回到原车道,防止二次事故。     

基于Radioss的新能源客车侧碰撞性能仿真与优化

针对某款新能源公交样车,按照《电动客车安全技术条件》的车辆碰撞防护规定,采用有限元分析方法进行了基于Radioss求解器的整车侧面碰撞性能的CAE仿真分析计算,从而得出碰撞过程中电池空间侵入情况以及电池在碰撞过程中所受到的挤压力,以便输出给电池零部件厂家进行针对电池本体的结构性能仿真分析计算。通过该方法进行仿真分析与优化,可以有效节省实车试验成本并有效提高新能源客车的碰撞性能。     

单轨车辆参数对轮胎磨损的影响及优化研究

跨座式单轨车辆的特殊结构使单轨车辆曲线运行中走行轮磨损严重。从单轨车辆动力特性角度,建立了具有三向附着接触对的跨座式单轨列车空间耦合动力学模型,动力学模型仿真结果与实车相关测试数据具有较好的一致性。基于建立的耦合动力学模型,分析了车辆在曲线通过时,单轨车辆悬架参数、结构参数对单轨车辆走行轮胎磨损的间接影响,探索了单轨车辆悬架、结构参数对轮胎磨损的影响趋势,以单轨车辆曲线通过时,走行轮所受侧偏力为目标函数,对单轨车辆悬架参数、转向架结构参数进行优化,优化结果表明:单轨车辆中央悬挂参数对于侧偏力数值影响较小,但通过悬挂参数优化能有效缩短车辆曲线响应时间,转向架走行轮定距参数对侧偏力的影响较大。     

基于有限元法的电动汽车车身正面碰撞仿真及拓扑优化

车辆正面碰撞的安全性是汽车被动安全性研究的重要方面。利用有限元法对电动汽车碰撞进行了研究,借助LS-DYNA分析了驾驶室最大加速度变化情况和车辆前舱的能量吸收情况,在此基础上,对车身进行了拓扑优化设计,依据优化结果对车身结构进行了改进。通过计算机仿真,分析了汽车的被动安全性,对下一步实车碰撞试验有极大的指导意义。     

同力重工 TL875型非公路宽体自卸车

正产品亮点拥有发明专利19项,实用新型专利82项,车辆的操控安全性和防撞安全性更高,大幅提升了矿山道路运输条件下车辆和人员的安全性。2017年销量1838台,市场率高达42%。TL875型非公路宽体自卸车转向系统采用了双转向器转向技术(同力重工专利技术),提高了转向系统的精确度及操纵稳定性,系统可靠,转向轻便,大大保障了车辆的安全性。被动安全防护系统(同力重工专利技术),产品采用了独特的贯通梁+保险杠+防撞梁结构,保障了车     

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。     

基于有限元和多刚体动力学联合仿真技术的列车碰撞爬车现象研究

提出非线性有限元和多刚体动力学联合仿真的方法对列车碰撞过程中的爬车现象进行研究,该方法可以大幅度的减少计算时间,并广泛适用于轨道车辆碰撞事故的重现模拟、车辆结构的被动安全设计以及后续性能优化。研究表明,列车碰撞过程中,各车辆在纵向碰撞力的作用下将难以避免地产生点头运动,并对爬车现象起到决定性的影响。此外,现实条件下碰撞列车之间的各种差异难以避免,例如不同的车辆质量、不同的车体质心高度以及点头频率都会造成相邻车辆点头运动的不同步,从而在碰撞界面形成一定的高度偏差。计算结果显示,随着碰撞列车之间的差异逐渐增大,列车间最大垂向位移明显增加,相邻车辆间的相互爬升趋势也逐渐加强。相比于碰撞质量的不同,爬车现象对车辆点头频率和质心高度的变化更加敏感。     

正面40%碰撞模拟技术在汽车设计中的应用

以某车型为载体,针对C-NCAP及国家法规的ODB工况要求,利用虚拟样车分析技术,建立完成整车碰撞仿真分析有限元模型,求解计算并将仿真分析结果与偏置碰撞试验进行对比验证,确认了仿真分析方法的可行性和准确性。通过虚拟仿真设计与试验设计相结合,在虚拟仿真阶段对车辆的结构安全性能进行改进优化,大大减少了实车碰撞次数,缩短了开发周期,提高了车辆结构安全性能,并降低了汽车的设计成本。     

复杂工况下二阶碰撞时间自动紧急制动模型

自动紧急制动是汽车安全行驶的重要保障，也是汽车智能化关键技术研究的重点和难点。针对传统防撞时间（Time To Collision,TTC）模型在复杂工况下，本车与目标车车辆速度接近时易出现无限大的问题导致预警过早或过晚的问题，以四轮独立驱动电动汽车为研究对象，提出一种基于二阶TTC的自动紧急制动模型。将目标车按照场景分为静止、ACC和Cut-in等三种类型，通过二阶TTC计算到可能碰撞时间，并与预设的时间阈值进行对比，力矩分配控制器根据当前输入信息计算得到制动力矩并传给车辆执行机构，车辆根据当前信息进行减速或紧急等辅助措施。利用联合仿真对该紧急制动模型进行了验证，结果表明当目标车存在加速度的情况下，该自动紧急制动模型相较与传统一阶TTC紧急制动模型能够很好地进行制动，防止车辆碰撞，并能有效适应复杂工况。     

复杂工况下二阶碰撞时间自动紧急制动模型

自动紧急制动是汽车安全行驶的重要保障，也是汽车智能化关键技术研究的重点和难点。针对传统防撞时间（Time To Collision,TTC）模型在复杂工况下，本车与目标车车辆速度接近时易出现无限大的问题导致预警过早或过晚的问题，以四轮独立驱动电动汽车为研究对象，提出一种基于二阶TTC的自动紧急制动模型。将目标车按照场景分为静止、ACC和Cut-in等三种类型，通过二阶TTC计算到可能碰撞时间，并与预设的时间阈值进行对比，力矩分配控制器根据当前输入信息计算得到制动力矩并传给车辆执行机构，车辆根据当前信息进行减速或紧急等辅助措施。利用联合仿真对该紧急制动模型进行了验证，结果表明当目标车存在加速度的情况下，该自动紧急制动模型相较与传统一阶TTC紧急制动模型能够很好地进行制动，防止车辆碰撞，并能有效适应复杂工况。     

汽车碰撞事故判断与新型碰撞吸能装置控制系统研究

通过实车试验研究发现,紧急制动时车辆加速度信号与其他工况有明显区别,可利用车辆的加速度信号识别驾驶员的紧急制动行为以预测碰撞事故。因此,基于制动加速度和移动窗积分算法,研制了一种可用于主被动结合新型碰撞缓冲吸能装置的自动控制系统。实车试验表明,该系统能够有效识别驾驶员的紧急制动行为并预测碰撞事故,能向主被动结合新型碰撞缓冲吸能装置发出正确的触发指令,且工作稳定。     

基于毫米波雷达的前向防撞报警系统

为有效预防车辆追尾碰撞事故的发生,提出了一种基于毫米波雷达的车辆前向防撞报警系统设计方案。系统利用车载毫米波雷达准确获取自车与前方多个目标之间的车间距离和相对速度信息,车内控制器综合车间距离、相对速度、自车车速、驾驶员反应时间、车辆制动性能及环境气候等多种因素,在自车与前方目标车辆间存在潜在的碰撞危险时,可通过视觉、听觉、触觉等多种方式发出报警信息提醒驾驶员,避免因追尾碰撞而引发交通事故。     

护栏碰撞的汽车模型标准化

目前在我国公路护栏检验的实车碰撞试验中,所使用的车辆选择原则较为粗略,只规定了车辆车重、重心等大致参数,所用车辆较为随意,并不能代表我国的主流车型,很大程度上会影响实车碰撞实验结果的准确性和可重复性.论文通过我国汽车保有量调查和分析,得出主流车型表,并利用逆向建模建立了目前保有量最大的车辆模型,为护栏的检验和研发提供了计算模型.     

正面碰撞下后排乘员损伤预测研究

为完善车辆事故自动呼救(Automatic Crash Notification,ACN)系统对乘员的损伤预测,对后排乘员在正面碰撞下的各部位损伤进行了研究.首先根据实车50km/h下的正面碰撞试验建立正面碰撞下的仿真模型,并对模型进行验证;其次对模型设置不同的初速度,得到不同速度变化量下的后排乘员头部、胸部、颈部损伤...     

汽车吸能盒的结构优化设计

汽车吸能盒的优化设计是汽车领域内的重要研究内容之一,由于传统优化设计方法存在诸多缺陷,难以完成对吸能盒结构的多目标优化设计。以某车型防撞梁和吸能盒为模型,通过ANSYS完成了该模型的碰撞数值仿真计算。基于计算结果构建了以吸能盒结构参数为变量,以碰撞中能量吸收量、最大加速、防撞梁侵入量和吸能盒质量为目标量的代理模型。应用非支配排序遗传算法,对吸能盒的结构参数进行了多目标优化计算,为吸能盒结构的优化设计提供了合理的理论依据。     

新型铰接系统参数对BRT客车转向动态性能的影响

为防止BRT客车前后车体发生折叠碰撞,设计了一种可在两车体间同时提供阻尼力矩和弹性力矩的新型铰接系统。建立了BRT客车转向运动的非线性动力学模型及新型铰接系统传力模型,在转向盘角阶跃输入的圆周运动工况下进行了变参数动态仿真,分析了铰接系统阻尼参数和刚度参数对BRT客车转向动态性能的影响。结果表明:仅能提供阻尼力矩的传统铰接系统无论阻尼参数如何变化,都不能防止BRT客车前后车体发生折叠碰撞及横摆振动,且折叠碰撞还会导致中轴轮胎发生侧滑现象;具有适当刚度参数的新型铰接系统可有效克服前后车体产生折叠碰撞、横摆振动与中轴侧滑,达到提升BRT客车操纵稳定性的效果。