具有诱导凹槽薄壁圆管斜向碰撞性能分析

采用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟计算,得到具有圆弧形诱导槽薄壁圆管在不同倾斜载荷角冲击下的碰撞响应,研究诱导槽数量对斜向冲击吸能特性和最大峰值冲击载荷的影响.数值计算结果表明,具有诱导槽结构薄壁圆管在斜向冲击下的吸能能力和最大峰值冲击载荷均明显优于无诱导结构的薄壁圆管.     

基于iSIGHT的薄壁方管抗撞性尺寸优化

针对薄壁方管的抗撞性尺寸优化问题,利用多学科设计优化软件iSIGHT集成HyperMesh和ANSYS／LSYNA,建立优化设计仿真流程及平台,运用拉丁方方法进行DOE分析与优化设计研究．在此基础上,建立Kriging近似模型,以比吸能最优为优化目标,采用多岛遗传算法对建立的近似模型进行优化,并在优化的过程中生成新的设计点更新近似模型,提高模型精度．优化计算过程表明,上述方法提高了优化设计的效率,最终优化结果不仅满足结构吸能的要求,也满足轻量化的要求．     

不同截面形状薄壁构件斜向碰撞性能分析

本文采用非线性有限元软件LS-DYNA,分别对圆形、正方形、长方形、正六边形、正八边形等截面形状不同,但质量相同的薄壁构件,在斜向载荷撞击下的抗撞性能进行数值分析计算。得到了其在不同载荷角下的碰撞响应,并对其变形模式、吸能特性和最大峰值冲击载荷进行了比较,数值计算结果表明：正方形截面薄壁构件在斜向冲击下的抗撞性能最优,长方形截面最弱。     

参数化诱导槽设计的吸能盒结构抗撞性多目标优化

针对车身前部抗撞部件吸能盒结构的常见的方形截面薄壁锥管,研究了其在低速冲击工况下的最佳抗撞性能模型优化。将压溃力效率及比吸能作为评价指标,建立加权组合形式的多目标优化模型。分析研究分布设置诱导槽对结构吸能与压溃力的影响,选择诱导槽设定的可行区域。以槽的个数、非均匀分布的槽间距离及槽的深度等作为优化参数,合理选取样本点后,分别应用三次多项式响应面法及径向基法构建其有效代理模型,并采用粒子群法进行优化设计,得出使结构最优的诱导槽位置分布及数量。仿真分析验证了本文方法的有效性。     

微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性分析

提出了应用车辆结构正面抗撞性的参数化模型进行微型客车概念设计的方法。分析了底部吸能结构的主要刚度参数的变化对乘员舱变形、车体减速度和底部吸能特性的影响,阐述了在概念设计阶段运用参数化模型控制底部吸能结构吸能特性及与乘员舱刚度参数的匹配,从而保证整车的正面抗撞性能。给出了微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性设计指标、设计过程与方法,实现了通过参数化模型来快速确定正面碰撞时车身各部分的吸能指标,从而为详细结构设计提供重要依据。     

乘用车结构正面抗撞性波形设计与目标分解

为使乘用车在概念设计阶段正面抗撞性能得到控制和优化,以某中级轿车为例,提出了目标简化双台阶波形重要参数G1和G2的确定方法,并基于能量管理技术实现了总目标条件下的子结构性能目标的有效分解,为进一步的结构断面设计和总目标的实现提供了充分的设计依据。     

基于概率有限元的船撞薄壁高桥墩可靠性分析

目的 对大跨径连续刚构桥薄壁高墩施工期间船撞荷载作用下进行可靠性计算及敏感性分析,得到薄壁高墩在船撞荷载下的可靠概率.方法 采用ANSYS有限元软件提供的APDL语言与求解可靠度的Monte-Carlo法相结合,通过对随机输入变量的抽样,对船舶撞击薄壁高墩进行可靠性计算,并对设计参数进行敏感性分析.结果 在置信度为95%时,薄壁高墩在船撞荷载作用下的可靠性为100%;船撞荷载的变异性对最大应力的相关系数最大为0.2916.结论 利用Monte-Carlo法中的拉丁超立方抽样方法计算桥梁的可靠度能够真实反映出桥梁的可靠性,该方法具有较高的效率和使用价值.     

轿车侧面抗撞性简化参数化模型的建立及应用

在汽车结构侧面碰撞详细有限元模型基础上,建立了用于汽车侧面结构抗撞性概念设计的简化参数化模型。分析了车身侧面变形的特点,提出了简化模型建立的方法和原则,研究了简化模型建立的关键技术。通过与原详细有限元模型的关键响应量对比,证明了简化模型的准确性和有效性。此外,本文还简要介绍了简化模型在车体侧面抗撞性概念设计中的应用方法。     

不同碰撞模式的汽车正面结构抗撞性设计

讨论了全宽正面碰撞、斜角碰撞和偏置碰撞三种碰撞模式的特点。以某微型客车为例,基于模拟计算的方法分别按FMVSS208和ECER95法规要求考察了该微型客车(已满足全宽碰撞要求)30°斜角碰撞和40%偏置碰撞的结构抗撞性。对比原全宽碰撞数值模拟结果提出并验证了全面提高该车正面抗撞性的结构措施和评价指标。     

轿车侧碰中车门抗撞性的快速优化

针对汽车侧面碰撞时吸收能量的重要部件——车门结构,进行了快速抗撞性优化设计。将提高车门结构吸能量作为优化目标,选择主要部件的板厚为设计变量,建立抗撞性优化问题的数学模型。基于均匀试验设计方法快速合理地分布样本点。根据多项式响应面方法构造原优化问题的高精度近似模型。采用粒子群优化算法对近似模型进行优化设计。优化结果证明了本文提出的快速抗撞性优化设计方案的可行性及有效性,对车辆被动安全分析具有较高的工程应用价值。     

自紧厚壁圆筒动力分析

本文通过考虑初应力的恢复效应（ｂｕｏｙａｎｃｙｅｆｆｅｃｔ）［１］［２］建立存在初应力的轴对称弹性动力学方程，采用特征函数展开法求解了初应力为自紧残余应时的动态位移和应力，得到了令人满意的结果。     

开口薄壁杆件扭转分析的一维离散有限元法

利用Vlasov开口薄壁杆的基本理论并结合有限元方法,将复杂的空间三维问题简化为一维离散数值问题,建立了一维开口薄壁杆件有限元理论和方法,并给出刚度方程的显式.通过典型算例分析了开口薄壁杆截面的相对壁厚对计算精度的影响:当相对壁厚不超过10%时,本文方法和ANSYS三维有限元软件的计算结果基本吻合,而两种方法的离散自由度之比达到1∶185.充分表明了本文所提方法和计算模型在薄壁结构中不仅计算精度高、简便易用,与传统有限元法相比可以大大缩减离散自由度,保持了很高的计算效率.     

不同板厚后防撞梁低速碰撞仿真分析

选用ANSYS/LS-DYNA软件对某款轿车后防撞梁进行摆锤低速碰撞仿真试验,以分析其低速碰撞动态响应性能.对1.2mm、1.5mm和2mm 3种板厚的防撞梁的模拟结果表明:碰撞结束时,3种厚度防撞梁的最大位移分别为108.5mm、90mm和74.5mm.综合考虑汽车安全性和轻量化设计要求,此款轿车的后防撞梁钢板厚度推荐为1.5mm以上.     

无加劲肋压型钢板抗弯承载力的计算

根据温特有效截面半经验计算公式，在对腹板极限工作状态两点假设的基础上推导出了薄壁压型钢板在弯矩作用下的极限承载力的计算公式。用该式所得的计算结果与试验结果比较接近，且计算结果略低于试验结果。这种计算方法比较简单，便于使用。     

地铁车辆吸能装置耐碰撞性分析

吸能装置是确保地铁列车具有良好耐碰撞性能的一种重要部件.为实现地铁车辆吸能装置的结构优化,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对不同厚度、不同横截面形状的薄壁结构碰撞性进行了仿真分析,分析结果表明,吸能装置的性能与其横截面的形状、壁厚的选择紧密相关.条件相同时,吸能装置的吸能能力与壁厚成正比,但壁厚增加时,界面力也随之增大,在吸能结构的设计中,需综合考虑.以地铁头车为研究对象,对安装了吸能装置的地铁头车进行了碰撞仿真,得到车体吸能装置碰撞过程变形情况和碰撞能量-时间历程,结果表明该结构吸能装置具有良好的吸能特性.     

园筒轴压承载能力及其增强措施

通过对园筒承受轴压的分析，找到园筒承受轴压的理论值，指出了增加其承载能力的途径。     

液压缸应力—稳定性分析与优化设计

液压缸是液压支架和许多矿山工程机械的执行元件。本文提出了一种新的液压缸力学模型,用弹性力学理论和有限单元法进行液压缸应力和稳定性分析,探讨液压缸优化设计方法,编制了相应的通用软件。算例和实验结果验证了本文工作的正确性和实用性。