大客车侧翻安全性仿真分析

分析大客车侧翻车身结构安全性研究的意义,建立了侧翻试验仿真流程。用Hy-perMesh建立了整车有限元模型,并用OptiStruct验证了模型的有效性,然后参照ECE R66标准建立侧翻试验台,用能量转换的方法简化碰撞过程,用LS-DYNA进行仿真计算,并引用星级评价方法对结果进行安全性评价。最后对腰身部位的结构进行改进设计,提高了大客车的侧翻安全性。     

基于响应面方法的结构耐撞性优化

为了提高结构耐撞性优化的求解效率,采用响应面方法将结构碰撞的响应表示为设计变量的显式函数,构造了2种优化模型.一种是将刚体加速度和侵入变形分别拟合为椭圆和线性响应面;另一种是将刚体加速度和侵入变形均拟合为椭圆响应面.用IS-dyna软件为结构碰撞分析的求解器,采用Matlab优化工具箱进行优化模型的求解,实现了结构耐撞性优化程序.数值算例表明,基于响应面方法的2种优化模型都能高效地解决结构耐撞性优化问题.     

仿荷薄壁管的耐撞性研究

针对传统薄壁圆管结构存在的问题,本文采用结构仿生原理,主要对仿荷薄壁管在轴向冲击下的耐撞性进行研究。利用有限元分析软件对薄壁管做碰撞仿真,以比吸能和峰值力为评价指标,结合不同薄壁管在碰撞时发生的变形模式,分析3组仿荷薄壁管的轴向吸能特性。仿真结果表明,仿荷薄壁管较普通圆管有更好的吸能特性;在比吸能指标方面,3组结构同一系列的仿荷薄壁管比吸能为:B组C组A组,B组结构的比吸能提升最高,比A组平均提升20%;在峰值力指标方面,同一系列的B组仿荷薄壁管较A组仿荷薄壁管的峰值力也有所提升,C组仿荷薄壁管的峰值力受胞数增加的影响最大,当胞数增加到7以上时,C组峰值力大于B组,在不影响吸能的情况下,减小碰撞过程中产生的峰值力,可以保护车内乘员的安全,说明B组仿荷薄壁管是一种更合理的吸能结构。该研究在汽车数值结构分析与优化设计中具有广阔的应用前景。     

轿车偏置碰撞耐撞性仿真分析

乘用车正面碰撞的乘员保护标准(GB11551-2003)是我国汽车碰撞方面唯一强制实施的标准,所有上市车辆都必须按此标准通过碰撞试验。目前欧洲、澳大利亚的正面碰撞法规中采用的是56 km/h的40%ODB碰撞试验方法。为了综合评价汽车结构的耐撞性,根据欧洲的NCAP试验标准,对轿车在偏置条件下的结构耐撞性进行了仿真研究。     

内凹三角形负泊松比结构耐撞性多目标优化设计

为设计出具有良好耐撞性的车辆碰撞吸能结构,以内凹三角形负泊松比多胞结构为研究对象,通过显式动力有限元软件LS-DYNA建立了此吸能结构的轴向冲击有限元模型。结合最优拉丁超立方设计方法,构建了此吸能结构的峰值冲击力PCF和比吸能SEA关于长胞壁尺寸a与胞壁厚度b的多项式代理模型,采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化设计,并基于适应度函数C获取一妥协解。优化结果表明:胞壁厚度比长胞壁尺寸对此吸能结构耐撞性影响更显著,通过合理匹配壁厚和长胞壁长度,能有效降低峰值冲击力,提高比吸能。     

车身前端结构轻量化对正面碰撞耐撞性的影响

建立某车整车有限元50 km/h正面碰撞分析模型,利用正交试验的方法分析车身前舱钣金件厚度变化对汽车正面碰撞耐撞性的影响.提出了5个正面碰撞耐撞性指标,对11个钣金件变更后的厚度组合进行仿真分析,从每个钣金件厚度变更对各个评价指标的影响程度和排序,得到对汽车正面碰撞安全性的影响.     

氨纶耐氯性的检测方法

对普通氨纶及自行研制的耐氯氨纶的耐氯性进行了测定及比较。本根据实际情况，提出了由３种试验方法组成的系列性试验，结果表明，该方法能很好地反映有效氯浓度及溶液ＰＨ值对氯纶耐氯性的双重影响。     

可提高客车侧翻安全性的变截面冲压立柱结构设计

针对客车侧翻事故中侧窗立柱承受侧翻碰撞力矩不相等的特点,提出了变截面冲压立柱的解决方案,对冲压立柱的截面尺寸进行了设计。先用有限元方法对等截面立柱车身段进行了仿真分析,并通过实验验证了该方法的有效性。然后运用该有限元法对变截面立柱客车车身段进行仿真分析,结果表明:变截面冲压立柱能大幅度提高整车的侧翻安全性。     

民用飞机客舱立柱耐坠撞特性结构优化设计

目前为了提高乘员的生存能力,民用飞机的耐坠撞性能受到越来越多重视.同时,对耐坠撞性能的结构优化设计研究也越来越广泛,客舱地板立柱就是其中很重要的吸能部件.本文参考典型的在役民用飞机客舱地板立柱结构设计经验,同时进行耐坠撞特性分析,进行结构优化设计,提供了一种飞机耐坠撞特性结构优化思路.     

客车侧翻仿真全程计算方法的研究

为解决目前在客车侧翻仿真领域普遍采用的半程计算方法不能准确的模拟实际客车侧翻全过程的问题,本文提出应用有限元显式计算的刚柔转换技术,进行更加符合实际物理过程的客车侧翻仿真全程计算的研究,该方法的优点是在保证计算效率的前提下提高了计算结果的精准度.从能量曲线和车身骨架的变形两个方面对这两种计算方法的计算结果进行量化比较分析,证明客车侧翻仿真全程计算方法更加合理.     

基于校车侧翻安全性的热冲压立柱结构优化设计

基于新型混合动力校车安全性和轻量化的需求,根据侧围立柱结构主要承受弯曲冲击载荷的特点,同时结合热冲压高强钢的性能优势,提出了一种热冲压立柱结构。对悬臂梁中部承受的冲击载荷进行有限元计算分析,结果表明:在质量不变的情况下,热冲压立柱结构的最大变形量降低了74.9%,承载能力提高了223.6%,具有突出的抗碰撞性能和轻量化潜力。通过整车侧翻有限元计算,并结合全尺寸实车侧翻试验验证了有限元计算结果的准确性。基于径向基函数建立了热冲压立柱截面尺寸与侧翻碰撞变形量、加速度以及结构质量的代理模型,采用遗传算法求解校车结构侧翻碰撞安全性和轻量化的多目标优化问题,结果显示:变形量平均降低了38.2%,生存空间加速度降低了23.4%,同时结构质量降低了63.9%,进一步表明热冲压立柱结构可以同时大幅度提高侧翻安全性和轻量化性能。     

工程车辆翻车保护结构动态设计方法

以某ZL80型装载机两柱式翻车保护结构(ROPS)为例,在动态仿真和试验的基础上,结合ISO 3471标准要求,提出一种基于人体损伤的翻车保护结构设计方法。该设计方法以事故再现的方式来分析车辆翻车事故中,司机与车辆的运动状态和损伤状况,并以此为依据进行翻车保护系统安全性设计。结果显示:满足静态试验标准的ROPS不能确保佩戴安全带的司机生命安全;ROPS在能确保动态滚翻过程中不侵入人体生存空间的前提下,其刚度越小,假人的损伤值和损伤风险概率也越小;针对两柱式ROPS,应保证其立柱和支腿具有适当的刚度。     

客车封闭环腰梁接头形式对侧翻安全性的影响

针对客车侧翻事故中车身上部结构变形的特点,在调查了几个现有封闭环接头形式的基础上,提取出3种典型的客车车身骨架腰梁接头形式,并建立了相应的有限元模型,研究了接头在侧翻冲击中的变形特性。将3种典型接头引入封闭环中进行侧翻性能对比,得出了其对侧翻性能影响的初步规律,为客车结构的侧翻安全性设计提供参考。     

Optimizing crashworthiness design of square honeycomb structure简

To provide theoretical basis for square honeycombs used as crashworthy structures, energy-absorption properties of metal square honeycombs and the size optimization were performed. Specific energy absorption （SEA） was defined as the energy absorbed by the honeycomb structure per unit volume. This parameter was often used for determining the crashworthiness of thin-walled structures. In order to find the most optimized metal square honeycomb structure with the maximum SEA and the lowest peak stress, the cell length and the foil thickness of the metal honeycombs were optimized, with a low peak stress and a high SEA set as the two primary objectives. The pre-processing software Patran was used to build FE models, and the explicit solver LS-DYNA was employed to perform the crashworthiness analyses. The results show that the square honeycomb exhibits good energy absorption performance in some cases. The geometry is effective using 16.8% less buffer structure volume than the hexagonal honeycombs with a peak stress limitation of 1.21 MPa.     

大容差多柔性透镜组结构优化设计

为使透镜的面形精度在复杂工作环境下满足光学系统要求,利用CAE设计了多透镜组镜头的透镜柔性支座结构,并对其几何位置进行参数优化.首先,通过对比透镜支撑结构常用材料和加工制作工艺,选取透镜支座材料,根据光学设计结果采用定心车加工工艺保证光轴的直线度;然后,选取一适合柔性结构形式并根据其中心对称特点初步设计柔性支座;最后,...     

卫星内无线射频总线设计

为降低卫星的研制与开发成本,缩短总装总测周期,实现部件或单机的即插即用与快速测试,提出了卫星内无线射频通信设计方案.采用商用现货器件(COTS)实现了星内无线数据总线基本通信节点的设计,通过自主断电再加电控制策略,提高了COTS器件空间应用的可靠性.设计了三层模型结构的无线网络协议,采用(8,4)汉明码纠检错算法,提高了数据传输的可靠性.搭建了基于基本通信节点的星内无线网络试验平台,进行仿真验证,实验结果表明,基本通信节点可以随时接入和退出网络、异常情况下能实现自断电再加电重新运行,系统误码率满足卫星控制要求,星内无线射频通信方案可行.     

Study on optimal design to improve auto-body structural crashworthiness

In this paper the optimal model of the main energy absorbed structure in an auto-body “front rail”,based on structural crashworthiness is built. For an optimal design on structure crashworthiness, the new method is based on a response surface model and Pareto GA, which improves the efficiency and flexibility of an optimal design, that is brought forward. The traditional optimal method can not be applied in the design of an impact structure due to the high nonlinearity and large time cost of crashworthiness FE analysis. So the method of an optimal design based on crashworthiness is brought forward. After constructing the response surface model of auto-body crashworthiness, the Pareto GA can be applied to find the multi-objective globally. The optimal solution set can then be used to provide many scheme combinations for choice structural parameters. To acquire the optimized structure parameters on front rail crashworthiness, this simplified model of an original design is built. After studying various ways of reinforcing the cross-section to control the structural failure mode, a better method has been found. On the precondition of not increasing the mass of the structure, an optimal design of the front rail is performed further. Finally, the optimized scheme is implemented in the full-car impact analysis and crashworthiness is studied. With proper measures to control deformation of the front rail structure the crashworthiness can be improved with minor structural modifications.     

基于新的MDO方法的整车抗撞性设计及优化

多学科设计优化(Multidisciplinary design optimization,MDO)方法能够有效解决大规模复杂工程系统的设计问题,为了更好地处理经常遇到的准可分MDO问题,提出了一种基于罚函数的两级交替优化方法(Two-level alternating optimization method based on penaltyfunction,PAO)。PAO基于分解协调策略,首先将准可分MDO问题分解为一个系统级问题和多个子系统级问题,然后通过交替求解达到子系统间的一致性。首次使用PAO方法对整车抗撞性进行设计优化,计算结果验证了该方法的有效。     

大跨度高桥墩减震设计方法应用研究

本文根据结构动力学原理,建立桥墩的振动方程并求解,采用Duhamel积分给出桥墩的地震作用形式,并采用SAP2000进行计算．分析结果表明：适当调整与之相邻桥墩的质量和刚度,可使得高桥墩所受地震作用减小,这样设计的高桥墩其减震效果明显．     

大直径钢顶管弹塑性设计方法的建立与探讨

现行规范关于埋地钢管的结构计算中存在"强度-管壁厚度矛盾",在大直径钢顶管设计中尤为突出,使管壁厚度的计算结果与工程实际偏差较大.本文在现行有关规范的基础上,对规范中"钢管内力分析均按弹性体系计算"的要求进行了修改.采用考虑钢材的弹塑性的方法,建立了管道结构内力弹塑性分析的工程计算方法,并对有关问题进行了进一步的分析.