某车型侧面碰撞B柱结构优化仿真研究

一般汽车的侧面结构较为薄弱,相比正面没有较大的吸能空间,所以汽车侧面碰撞带来的人员伤害风险较高,汽车侧面的安全性就显得尤为重要。要提高汽车侧面碰撞安全性,B柱的吸能和变形就显得尤为重要。基于LS＿DYNA分析方法,运用HyperWorks软件对某车型进行整车建模,搭配当下的主流热成型材料,对一体式、分体式和变厚度式3种B柱加强板设计进行50 km/h侧面碰撞的仿真和结果分析,变厚度式（variable-thickness rolled blanks,VRB）B柱加强板在变形和侵入量方面表现最高,安全性最高。     

某车型基于C-IASI和2018版C-NCAP侧面碰撞工况的对比分析

在所有碰撞形式中,侧面碰撞事故比例仅低于正面碰撞事故。C-IASI测试的严苛程度完全可以媲美IIHS测试。C-IASI与C-NCAP在评价准则和试验方法等方面有很多差异。本文通过某一车型在IIHS侧面碰撞标准和C-NCAP(2018版)侧面碰撞标准下所得到的试验数据进行对比分析,总结相关工况的开发难点。     

利用Radioss进行某车型侧面碰撞仿真和优化

建立了基于Radioss的某车型侧面碰撞有限元模型,依C-NCAP 2012版中的时速50 km可变形移动壁障侧面碰撞试验条件设定仿真的载荷和边界条件,计算相关位置的加速度、侵入速度、侵入量,与事先设定的五星车目标值进行比较,通过优化结构设计,使不达标项达标。通过在模型中加入有限元侧面碰撞假人模型,依C-NCAP 2012版计算假人相关位置伤害值,仿真结果表明该车侧面碰撞达到五星车要求。     

侧面柱碰撞条件下电动汽车电池系统结构优化

将动力电池短路失效分析引入电动汽车侧面柱碰撞研究中,利用动态拓扑优化方法对某电池系统结构进行优化设计,基于拓扑结果搭建具有更佳承载路径的新型电池系统结构,同时通过正交试验对其厚度分布进行优化。相比于原结构,新结构在不增大质量的情况下极大地减小了侧面柱碰撞后电池系统的结构变形和电池短路失效,显著提高了动力电池的碰撞安全性。     

基于儿童与成人损伤防护的侧面气囊参数优化

为了对轿车侧碰条件下影响儿童和成人乘员损伤风险的侧面胸部气囊的设计参数进行优化,采用有限元和多刚体仿真模型,并结合试验设计,以胸部气囊的材料泄气率常数、起爆时间及安装位置为设计变量,以儿童头部合成加速度ahead-res和成人胸部黏性指标VC值为优化目标,构建代理模型,并进行多目标优化。研究结果表明,优化后的ahead-res和VC值比初始仿真模型中的相应值分别降低了约18%和50%。优化后的侧面胸部气囊既能够保护成人乘员又能够保护儿童乘员。     

面向侧面柱撞的微型客车耐撞性研究

基于侧面柱碰撞的理论,对比分析了微型客车与轿车的质心、结构及总布置对能量传递和车体结构耐撞性的影响,指出了微型客车结构的改进方向,并据此进行了微型客车侧面柱碰撞仿真分析和结构优化。研究结果显示,优化后微型客车耐撞性能得到显著提升,证明所提出的微型客车侧面柱撞优化方法是可行的。     

基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究

在我国汽车碰撞交通等故中,侧面碰撞事故占30%左右,而我国目前尚未实行相关法规,并且许多汽车企业也未进行相关研究,所以开展汽车的侧面耐撞性研究十分重要。针对国内某SUV车型,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95进行侧面碰撞模拟仿真,从碰撞变形、碰撞吸能以及关键点的加速度值进行分析、评价,对防撞杆进行结构优化研究,通过仿真计算,验征了发生碰撞时优化后的防撞杆结构在变形和吸能方面明显优于改进前的结构,提高了车辆的侧面耐撞性能以及驾乘人员的安全性。为今后开展汽车的侧面碰撞研究以及提高轿车侧面耐撞性能提供了可借鉴的方法。     

基于仿真分析的汽车B柱侧面碰撞性能设计

汽车车身B柱是侧面碰撞过程中最重要的载荷承载部件,其变形模式和能量吸收对其入侵速度和入侵量有重要影响,并最终影响乘员损伤。针对某车型B柱的侧面碰撞性能设计,首先建立了整车侧面碰撞仿真模型,然后采用从整车模型中提取B柱子系统模型的方法,从而大大提高计算效率,并对子系统模型进行了验证,基于该子系统模型完成了车身B柱的侧面碰撞性能优化设计。工程算例表明,该方法在B柱的性能优化设计方面具有较强的工程实用性。     

汽车侧面碰撞结构优化及试验

随着世界汽车保有量的增加及道路交通伤害的不断增长,汽车碰撞性能已经成为汽车设计过程中的重要一环。本文介绍的侧面碰撞形式在日常的车辆行驶过程中经常可见,文中阐述的试验方法是按照法规GB20071—2006及ECER95中的要求,采用950kg的可变形移动壁障以50km／h的速度垂直撞向汽车侧面,对采集的假人数据及车身变形情况进行分析,找出结构问题,并进行优化,以满足法规要求。     

侧面柱碰撞条件下轿车车门抗撞性优化设计

为提高车门的抗柱撞性能,将基于SIMP理论的拓扑优化方法引入车门防撞梁设计,得到最佳的防撞梁材料分布;选择合适的截面构造防撞梁,得到一种Y形防撞梁结构;结合响应面法和NSGA-Ⅱ多目标优化算法对防撞梁进行多目标优化。相比于初始设计,优化后防撞梁在保证车门刚度满足法规要求的前提下,刚性柱的撞击侵入量减少22.5%,车门抗柱撞性能明显提高。     

基于误用工况的某乘用车车门结构优化

为了提高车门在误用工况下的使用性能,文中对车门典型误用工况产生的原因、主要表现形式、造成的后果、预防关注点和主要影响部件等相关内容进行了总结。在此基础上,在考虑了限位器缓冲橡胶非线性、金属材料及边界非线性的条件下,采用有限元法对某乘用车车门的典型误用工况进行了计算,并完成了结果评价、原因剖析及确认、结构优化、理论计算及试验,验证了改进方案的有效性。研究结果表明,综合考虑车门两种典型误用工况,原因分析更清晰和明确,优化方案更综合和有效,可为误用工况下车门性能提升提供方法依据,有利于提高车门性能开发效率。     

侧面碰撞车门解锁问题结构优化

为解决某车型侧面移动式可变形壁障(MDB)碰撞过程中后侧门门锁解锁问题,通过在与试验对标良好的侧面碰撞仿真模型中加入后侧门门锁机构模型,仿真分析得出碰撞时门把手区域发生过大的翻转变形,是导致车门解锁开启的原因.提出了车门外板上部增加一根加强板的优化方案,改善外板门把手区域局部变形.试验结果表明:该优化方案能够有效降低门...     

乘用车车门碰撞性能分析及结构优化

以某款乘用车的前车门为例,在Hypermesh/LS-DYNA软件环境下建立前车门的有限元模型,参照国家法规《GB15743-1995》中乘用车侧门强度的相应规定,将该车门模型进行侧面碰撞过程数值模拟,得到车门最大耐挤压力、初始耐挤压力、中间耐挤压力、车门载荷位移曲线和车门外力功位移曲线。仿真结果表明,该车门最大耐挤压力和中间耐挤压力满足法规要求,初始耐挤压力不满足法规要求。通过增加车门内部防撞板板厚,采用高强度钢材料进行优化,各耐挤压力均满足了法规要求,提高了车门抗撞性能,更有利于保护乘员安全。     

基于用户使用工况的某牵引车车架结构优化

为解决车架二横梁失效问题,文中首先建立了车架及其强度计算有限元模型,并通过车架模态和应力测试验证了车架及其强度计算有限元模型的正确性;然后,根据用户实际使用工况对车架进行了非线性强度计算,明确了二横梁失效的主要原因及初步优化方案;最后,结合车架用户道路载荷谱及二横梁材料疲劳寿命曲线的测试结果,采用CriticalPlane与Dirlik相结合的计算方法对改进方案进行了疲劳性能预测,并完成了用户道路试验。研究结果表明：不同用途及细分市场的车辆,有其自身预期的临界工况,计算工况与车辆实际使用工况接近是解决部件失效问题的关键,但根据用户使用工况及用途推荐相应定位产品的营销策略是避免部件失效问题的根本。     

基于汽车侧面碰撞安全性B柱结构优化设计

侧面碰撞是重要的汽车安全性评价指标,在汽车发生侧面碰撞时,B柱结构起到重要的缓冲吸能和保护乘员的功能。基于碰撞法规,对汽车侧面碰撞进行分析,采取补丁板结构对B柱进行优化设计。根据侧面碰撞工况特点,建立B柱、安装支架、台车等组成的碰撞模型,对比不同速度下B柱各测点的侵入量、侵入速度和变形量的变化;基于分析结果,对补丁板结构进行设计;对比分析优化前后各参数的变化;将设计方案应用于某车型的优化设计,并进行试验验证。结果可知:在B柱碰撞变形关键区域增加补丁板进行局部强化,B柱其它区域不做强化处理的方法实现轻量化设计;采用补丁板结构的B柱设计可在降低侧面碰撞侵入量的同时实现B柱轻量化效果,较原设计重量减轻29.2%,各位置测量点的侵入量最高减少18.6%(D4位置);将该补丁板结构应用于某车型改进设计,仿真计算与试验侵入量相对偏差小于5%,改进B柱结构后的轿车碰撞仿真模型也较为准确,侧面碰撞试验中改进后的被试品轿车各项乘员安全评价指标全部达到法规要求;对比结果表明设计方法的准确性,为同类设计提供重要参考。     

考虑侧面碰撞分析电动车身B柱轻量化设计

B柱是车身发生侧面碰撞时,起到保护乘员的重要作用,在满足侧碰安全性的前提下,开展轻量化设计具有重要意义。根据侧碰安全性要求和人车相对位置情况,建立侧面碰撞仿真分析模型,选取B柱侧面5个重要位置点的侵入量和侵入速度,并对侧围局部总成的侵入量进行分析;在分析的基础上,采用等强度公式对材料进行优化设计,采用激光拼焊进行工艺优化设计;依托于成形性分析,对焊缝位置进行优化设计;对比侧碰工况下,优化前后B柱的安全性,以检验设计的可靠性;应用实车对设计方案进行验证。结果可知：车身侧围局部总成在侧碰发生过程中,最大变形的位置为B柱的D2位置,即人体的腰部位置,材料优化和结构设计时需要重点予以关注;采用激光拼焊设计,材料组合为上部DP780+下部DP590,上部的厚度为1.5mm,焊缝距底部380mm,满足安全性的前提下,实现轻量化减重24.4%;在侧面碰撞中,侧围局部总成侵入量由243.6mm减小至221.3mm,减小了10.1%,侵入量和侵入速度均有减小,碰撞安全性较原设计得到提升;实车测试结果显示设计方案是可靠的,侵入量和侵入速度最大值误差控制在5%以内;分析方法和结果为此类设计提供参考。     

基于响应面法在侧面碰撞下对薄壁八面柱耐冲击性能的优化设计

本文介绍基于响应面法(RSM)对薄壁八面柱在刚性面侧面碰撞下截面结构的优化设计。侧面碰撞,作为一种车辆事故中常见的伤害状况还没有成为广泛研究的对象。本文通过定义有限元模型,以边长和厚度为变量,运用有限元分析与响应面技术确定柱体能量吸收情况,进而对比多项式方程找到最佳截面结构,还观察了在此类冲击下其几何特性变化对能量吸收的影响。     

EPB盾构机刀盘工况分析与结构优化

在确定不同工况条件下EPB （土压平衡式）盾构机刀盘载荷边界条件的基础上,对刀盘的强度和刚度进行有限元模拟分析,提出采用加强筋的方式增强刀盘面板强度的方法,最终结果表明改进后的刀盘变形均匀,强度和刚度均有大幅度提升。     

某SUV车型上车身气动力性能优化分析

随着我国汽车工业和高速公路的快速发展,不断提高了汽车的实际车速,人们对汽车的安全性和舒适性等提出了越来越高的要求,而汽车高速行驶的性能又很大程度上取决于汽车的空气动力特性,所以汽车气动性能的优化分析对于提高汽车整车性能有着重要意义,加上石油危机等因素,使得降低能源消耗成为汽车设计技术的重要课题,而通过汽车空气动力学研究来减小气动阻力是十分有效的手段,这些因素都促使人们必须对汽车空气动力学开展深入细致的研究。利用Star CCM+软件对某SUV车型CAS面进行空气动力学数值模拟,评价了高速下SUV车型的气动力性能。同时利用网格变形软件,对上车身进行风阻优化,考察关键区域变化量对风阻系数的贡献值,从而在造型前期把控风阻目标,通过对气动力系数,车身表面压力分布,车身流线,车身等面值的详细分析,针对研究对象的风阻系数进行了优化分析,研究确定了车身腰线、顶盖后端高度、发动机罩倾角、前轮(前保侧面)、后轮(底部装饰板)、离去角、接近角的优化结论,为汽车造型设计及空气动力学性能提升提供参考。     

某车型基于钻卡工况的结构改进

文中以某车型钻卡工况为例,采用LS-DYNA有限元模型对标定矩阵中所有的碰撞工况进行了CAE分析,并将分析得到的车身加速度曲线作为ACU标定的输入参数开展ACU的标定。针对钻卡工况卡车安装和未安装后端防护装置两种情况,分别研究该车型的碰撞安全性能。结果表明：在卡车安装有标准的后端防护装置的情况下,钻卡后该车型乘员舱完整,ACU能够正常点爆;在卡车未安装后端防护装置的情况下,则钻卡后该车型无法保护乘员舱完整性,A柱上边梁断裂风险较大,同时ACU也无法正常点爆;通过加强A柱上边梁强度,在卡车未配置后端防护装置的情况下,保证了该车型乘员舱的完整性,同时ACU也能正常点爆。