汽车前纵梁碰撞吸能特性的优化设计

为了使汽车前纵梁在碰撞过程中能够吸收更多的能量,针对前纵梁的不同断面形状、板厚、焊点间距和焊点直径等设计参数,建立了前纵梁碰撞的有限元分析模型,并利用有限元软件LS-DYNA和响应曲面优化算法,进行了碰撞模拟仿真和优化设计。结果表明,优化后的前纵梁的碰撞吸能特性得到了显著的提高。     

电动汽车正面碰撞结构耐撞性分析及优化

针对某电动汽车前机舱吸能不足,前纵梁后端抗弯性能薄弱等问题,参照法规及C-NCAP要求,运用Hypermesh和LS-DYNA软件建立了全宽正面碰撞有限元模型,并对该电动汽车前机舱进行了耐撞安全性分析.采取了“改变前纵梁内部加强板的位置、并改变相应焊点”的优化措施,对优化前后的机舱吸能、刚性墙撞击力、车身加速度、前纵梁抗弯性能等进行了比较.仿真计算结果表明:在几乎没有增加成本的前提下,该结构在优化后碰撞吸能提高3.5％,刚性墙撞击峰值力降低11.73％,峰值加速度降低3.8％,左纵梁后端抗弯能力提高28.6％,右纵梁后端抗弯能力提高4.7％,实现了良好的优化效果.     

轿车底板纵梁正面碰撞的模拟

底板纵梁是影响车辆前部正面碰撞吸能特性的主要钣金部件之一.以捷达轿车的底板前纵梁为原型,应用有限元软件对其在正面碰撞过程中的吸能特性进行了仿真分析.研究了底板纵梁的结构条件对碰撞加速度时间历程的影响规律,得出了吸能特性的合理改进方案,对符合正面碰撞标准的轿车改进设计具有指导意义.     

某款全铝车身前端碰撞吸能结构分析及优化设计

在某款全铝车身的前端吸能结构碰撞试验中,出现吸能盒压缩不充分、前纵梁后端折弯、纵梁整体上翘、纵梁根部焊缝撕裂等纵梁失稳情况。通过对原有车身数据进行结构优化、CAE仿真分析,并进行碰撞试验对标后,设计出一种新型前端碰撞吸能结构,可以最大限度防止纵梁失稳、保证焊接均匀,以实现导向性轴向压缩的渐进式压溃型吸能方式,从而极大提高吸能效率、增加前端吸能结构吸收碰撞能量值、保证乘员安全性。     

基于正交试验不同截面汽车前纵梁特性分析

前纵梁是汽车发生正面碰撞时重要的能量吸收结构,对汽车碰撞安全和乘员保护具有重要作用。根据前纵梁结构特点,对其进行简化为薄壁梁结构,采用试验分析和模型仿真相结合的方法对矩形截面前纵梁的吸能特性进行对比分析;试验表明模型仿真结果的准确性。以仿真和试验分析结果的结论作为参考依据,选取影响前纵梁吸能特性的材料、厚度、截面形式、引导槽倾角等作为正交试验的4个因素,截面形式为6水平,其他因素为3水平,设计了L18正交试验表,将结构总质量、碰撞过程最大支反力作为约束,单位质量最大支反力作为目标进行不同截面前纵梁对比分析;分析结果可知:试验分析与建模仿真结果曲线的误差在10%以内,表明模型的准确与可靠性;前纵梁的截面形式为十字形、无设计倾角,材料则选择高强钢,厚度为1.6mm时,前纵梁的吸能性能最优,可以作为实际设计的参考。     

基于偏置碰撞工况汽车前纵梁结构优化设计

偏置碰撞工况发生时,前纵梁将出现折弯变形,严重影响其承载吸能作用的发挥.根据偏置碰撞的特点,搭建车辆正面40％可变形壁障碰撞仿真分析模型,选取三种不同的初速度50km/h、56km/h和60km/h进行分析,获取车身和前舱总成的变形过程;基于分析结果,对前纵梁弯曲变形的吸能过程和失效特点进行分析;采用引导槽和约束板相结合的结构形式对前纵梁进行优化设计,并对尺寸参数进行设计;基于碰撞模型,对优化前后的车辆安全性进行对比分析.结果可知:前纵梁弯曲失效中,向外胀形和向内径缩交替出现的变形形式可以提升承载能力;引导槽式结构和约束板结合的设计形式,可以提升前纵梁发生弯曲变形时的承载能力;引导板的布置间距应为外胀变形与径缩变形模式的波长之和;优化后,碰撞加速度、变形模式和各测点的侵入量均有明显的提升变化,各测点侵入量均较小,离合踏板侵入量在前纵梁改进后侵入量得到明显减小约为10％左右;纵梁前段优化结构的吸能特性己经充分发挥;分析结论为同类设计提供重要参考.     

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。     

基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计

结合静态和动态拓扑优化方法对汽车前纵梁进行耐撞性设计,通过静态拓扑优化方法分别获得前纵梁在轴向刚度最大和侧向刚度最大时的结构形式,通过动态拓扑优化方法获得前纵梁具有最大吸能时的结构形式。对拓扑优化结果进行分析,综合考虑前纵梁的轴向刚度、侧向刚度和吸能特性,最终确定前纵梁的最佳截面形式与诱导结构的尺寸和位置。优化前后前纵梁的吸能特性对比结果表明,拓扑优化使前纵梁的耐撞性能有一定的提高。     

考虑正面碰撞特性汽车前纵梁轻量化设计分析

前纵梁承载和吸收车辆正面碰撞的能量，保证安全性的前提下，可以通过厚度减薄实现轻量化。针对前纵梁的结构特点，采用强度等效减薄理论开展轻量化设计；在分析传统强度等效减薄公式的基础上，考虑材料变化后，相关的参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响，对公式进行修正；对某车型前纵梁开展优化设计，材料由DP590提升为DP780；对优化后的成形工艺进行分析；根据C-NACP正面碰撞要求，建立前纵梁总成碰撞分析模型，获取总吸能和承载力参数变化，并采用整车正面碰撞对比分析，以验证优化后零件的碰撞安全性。结果可知：根据修正公式，厚度由1.6mm减薄至1.4mm，实现轻量化减重12.5%；轻量化后，总成的能量吸收有较大提升；结构的最大承载力由346kN降低到322kN，降低了7.45%，表明整个过程的载荷呈现变缓的趋势，对于乘员保护是有利的；试验与模型分析结果对比，侵入量最大值分别为159.56mm和166.73mm，误差为4.5%，基本一致，表明结果的可靠性。分析结果表明修正强度等效减薄公式是有效的，为此类设计研究提供重要参考。     

汽车前纵梁正面碰撞仿真分析研究

对某车的前纵梁在100%正面碰撞中的变形吸能进行仿真分析,使用Hyper Mesh建立有限元模型,使用LS-DYNA得到计算结果,在Hyper View中对计算结果进行后处理得相关的响应,进而分析前纵梁在整车正面碰撞中的变形吸能过程。     

基于混合近似模型的汽车正面碰撞耐撞性优化设计

以汽车前部结构主要零件的厚度为变量,采用拉丁超立方试验设计方法生成100个汽车正面碰撞有限元仿真模型样本数据并进行计算,对计算结果应用Kriging模型、最小二乘响应面模型、径向基函数模型构建前部结构质量、B柱加速度最大值和前部结构最大吸能相对于各部件厚度的三种近似模型。以B柱加速度最大值为目标,约束前部结构最大吸能、前部结构零件质量及各零件厚度,利用模拟退火算法和三种空间密集撒点优化搜索方法,最终得到一组最优的前部零件厚度组合,使得B柱加速度最大值最小。研究表明,该方法计算精度和效率较好地满足了耐撞性工程设计的需求。     

基于碰撞安全性具有引导结构汽车前纵梁设计

前纵梁抵抗弯曲变形的能力直接影响整车碰撞安全性.针对前纵梁进行引导结构优化设计,以提升抵抗弯曲变形能力.基于前纵梁弯曲变形工况,分析前纵梁弯曲变形的截面受力变形模式;外延变形具有最好的弯曲变形承载能力;设计具有外延变形和对称变形交替出现的前纵梁结构,选用开引导槽的结构形式进行优化设计;基于碰撞法规,选取正面100％刚性...     

Variable rowland radius laboratory vacuum surface-sensitive x-ray absorption fine structure spectrometer

A new laboratory x-ray spectrometer for surface-sensitive extended x-ray absorption fine structure [(S)EXAFS] and surface-sensitive x-ray absorption near-edge structure [(S)XANES] measurements is described. The spectrometer employs a 12 kV mA rotating anode generator. It has a monochromator equipped with a set of exchangeable curved crystals of Johann or Johansson type with different cell parameters, orientations, and Rowland radii. The computer controlled movement system based on nine stepping motors allows all the main elements of the spectrometer to be positioned freely relative to the x-ray source and gives an opportunity to use sophisticated scanning modes (for example, a mode with a focus spot position on a sample surface instead of an exit slit). The whole x-ray beam line is completely enclosed in a vacuum chamber that is directly connected to the x-ray generator, thereby preventing the absorption of x rays in the air. This layout allows a wide x-ray photon energy range from a few keV up to dozens of keV. A registration of x rays transmitted through the sample with proportional counter- and photoelectrons emitted from the sample with channeltron is used to carry out bulk- and surface-sensitive measurements, respectively. Using a 25 x 200 kV mA power regime of a rotating anode x-ray generator, a photon flux of 2.5 x 10(5) counts/s was registered at the Cu K edge, where the energy resolution was about 5 eV. High near surface sensitivity is demonstrated by the EXAFS spectra of Cu K and Hf LIII edges measured from 3 nm Cu and Hf oxide films.     

自相似仿生层次多胞薄壁管的耐撞性研究及优化

仿生结构以其优异的力学性能被广泛的应用于各种机械结构中。为了提高薄壁结构的耐撞性,将结构仿生学概念引入其结构设计中,提出了一种新型的多胞薄壁吸能结构。采用了理论和数值模拟技术对0~2阶次层次截面的薄壁结构进行对比分析,结果表明:随着仿生层次结构的不断增加,仿生薄壁结构的吸能特性与变形模式进一步提升。同时,结合响应面法和遗传算法对2阶层次截面的薄壁结构进行了优化,并得到了相应的Pareto前沿图,为薄壁结构的耐撞性设计提供了新思路。     

多孔铝合金的压缩吸能性能

在Al-Si合金基础上，加入合金元素采用渗流法制备了高比强度的新型多孔铝合金，研究了孔结构参数，固溶时效处理对新型多孔铝合金的压缩吸能性能的影响。结果表明，不同的孔结构参数以及固溶时效处理对多孔铝合金的压缩吸能性能有着显著的影响。     

双相钢/铝合金激光胶接焊胶层作用分析

通过双相钢/铝合金激光胶接焊和激光焊接的对比分析,揭示钢上、铝下搭接激光胶接焊时胶层作用。对焊接过程进行等离子体形貌同步拍摄和焊接光谱采集并分析,与激光焊接比较,发现激光胶接焊时等离子体的颜色明亮,形态密度大,与试样板材表面呈一定角度,胶层分解产物利于改善下层铝合金表面高反射率的状况,等离子体对激光能量的吸收减少;而光谱相对强度和光致等离子体电子密度增加,胶层的存在增加试件对激光的吸收率;焊接成形试验发现胶层可起增加焊接熔深和熔宽的作用;剪切试验结果表明胶层提高焊接接头的平均抗剪强度。由于添加胶层加快上层双相钢冷却速度,增加下层铝合金对激光能量的吸收,导致下层Al向上层钢侧的扩散受到抑制,而熔宽两侧熔融态Al体积分数增多,焊接熔宽加大,增加钢、铝横向结合面积,提高焊合率,此外剪切力的外加载荷由焊缝和胶层共同承担,因此添加胶层改善了钢/铝焊接接头的力学性能。     

客车耐撞性结构优化设计

以计算机仿真为主,对客车正面碰撞结构优化设计技术进行了探讨。通过研究车身前地板处碰撞减加速度时间历程与客车耐撞性结构间的相关关系,来指导对客车耐撞性结构的修改,使最大减加速度的峰值降到满意的程度。样车实车碰撞试验表明,优化后客车耐撞性结构在吸能段长度、吸能数量、吸能平稳性、吸能时间和吸能量百分比等方面均较原结构有所改善,假人各伤害指标有明显下降。