有限元分析方法在保险杠碰撞仿真中的应用

根据汽车与正面刚性墙的碰撞特性,应用有限元方法和碰撞模拟技术,采用Hypermesh软件建立汽车保险杠与刚性墙的正面碰撞仿真模型,并用ANSYS/LS-DYNA求解器求解该模型,研究其在碰撞过程中的动态响应,分析保险杠的耐撞性;同时对保险杠的厚度进行优化分析,通过对保险杠碰撞时的变形、吸能状况和仿真计算结果来预测保险杠的耐撞性。     

微车正面碰撞建模与仿真分析

为分析微车前部构件的耐撞性,根据碰撞仿真理论,建立了基于求解器LSDYNA的微车正面刚性墙碰撞有限元模型,对微车正面碰撞过程进行仿真计算,并将仿真结果与真实试验结果进行对比,验证仿真模型的有效性。通过分析前纵梁和前围板的变形及吸能情况,可知前围板变形在可接受的范围内,前纵梁变形吸能情况不理想,需要进一步优化。     

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.     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

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。     

某乘用车正面碰撞性能分析及结构优化

在有限元软件Hypermesh中建立了某乘用车有限元模型,利用LS-DYNA有限元软件对某轿车进行了100%的正面碰撞仿真分析。以降低碰撞中B柱加速度及前围侵入量为优化目标,对其主要吸能部件进行了结构改进,使该型车碰撞性能得到了提升。     

基于显式有限元的轨道车辆撞击能量吸收研究

吸能装置是提高轨道车辆耐碰撞性能的关键部件.将金属切削加工技术应用到轨道车辆的被动安全防护上,提出利用切屑的生成过程吸收列车的撞击能量,作为新型吸能装置的吸能原理.建立了金属薄壁结构切削吸能过程的三维显式有限元模型,分析了刀具的前角对薄壁结构切削吸能性能的影响,并与金属薄壁结构的压缩吸能进行了比较.结果表明,金属切削吸能过程是理想的轨道车辆撞击能量吸收过程.     

基于LS-DYNA的微型客车正面碰撞分析

在CAD模型的基础上采用HyperMesh软件建立了某微型客车的有限元分析模型.在LS-DYNA环境下,对整车进行了正面碰撞的非线性仿真,得到了碰撞时相关参数,并对该车在碰撞过程中主要吸能部件进行了分析,最后通过实车碰撞验证了仿真结果的正确性.通过仿真和实车碰撞结果表明:利用有限元分析对于汽车正面碰撞仿真是有效的.     

考虑汽车正面低速碰撞角度偏差的 吸能盒性能优化设计

汽车发生正面低速碰撞时,由于各种因素的影响,不能达到百分之百的正面碰撞。因此,运用非线性有限元LS-DYNA仿真软件对碰撞方向偏差±6°的汽车正面低速碰撞进行了仿真模拟,在确保吸能盒在正面碰撞过程中能够吸收一定能量的基础上,当汽车的碰撞角度发生偏差时也能够使吸能盒具有良好的吸能效果,保障车辆与乘员安全。并通过定义目标优化函数及仿真研究进行了吸能盒优化设计,得到优化后吸能盒的碰撞吸能数值及碰撞角度变化时碰撞吸能的变化情况,从而得出具最佳吸能性能吸能盒的设计变量,即吸能盒壁厚1.5 mm、长180 mm、边数为6,此结构下在碰撞角度偏差±6°时,其T值最小。     

低速碰撞时汽车安全部件的数值仿真研究

采用HyperMesh和LS-DYNA对薄壁直梁的正面撞击过程进行了数值仿真模拟,其分析的结果可以用于前纵粱的优化设计,有利于进一步改进车辆结构,使车辆由于碰撞事故所造成的损失降到最低,为进行汽车碰撞的进一步研究提供一定的参考.     

Crushing analysis and multiobjective crashworthiness optimization of bitubular polygonal tubes with internal walls

In order to reduce casualties and property losses in a collision accident, thin-walled structure has been extensively used as energy absorber in crashworthiness design of train. With the help of energy absorber, collision kinetic energy can be controllably dissipated by the plastic deformation of structures. A new kind of multi-cell thin-walled structure called as bitubular polygonal tubes with internal walls(BPTIW) was constructed. The crashworthiness characteristics of BPTIWs were investigated by LS-DYNA. It can be found that the BPTIW with 12 sides has the most excellent crashworthiness characteristics. Therefore, based on response surface method(RSM) and multiobjective particle optimization(MOPSO) algorithm, the BPTIW with 12 sides was selected to optimize the dimensions of cross-sectional configuration under different constraints of energy absorption(EA) and crushing peak force(CPF). The results show that the optimal designs of BPTIW12 under different constraints present excellent crashworthiness characteristics and can be used in the practical engineering.     

预测合金固溶度的A-I图

单壳船舷侧结构填充设计及其性能仿真

甘浪雄^1,2, 李慧^1,2,3, 张磊^1,2, 周春辉^1,2, 郑元洲^1,2, 赵晓博⁴

（1.武汉理工大学 航运学院,武汉 430063; 2.内河航运技术湖北省重点实验室,武汉 430063; 3. 长江航运发展研究中心,武汉 430014; 4.中华人民共和国南京海事局,南京 210011）

创新点说明：

基于蜂窝式夹层板、折叠式夹层板及圆管式夹层板理论提出三种特殊的单壳耐撞结构形式,利用非线性有限元软件MSC. Dytran对三种特殊夹层板单壳结构的吸能特性、损伤变形等进行数值仿真分析,并与常规单壳舷侧结构进行比较和分析。为以后船舶舷侧碰撞性能的评估及未来新型船舶结构的耐撞性优化设计提供借鉴。

研究目的：

为提高舷侧结构的耐撞性能,通过对常规舷侧结构进行改进,提出一种新型高效的吸能舷侧结构来实现。

研究方法：

数值计算和数值仿真法。其中,有限元建模使用了软件Solidworks,Cad和MSC.Patran ;有限元仿真使用了软件MSC.Dytran和Matlab。

研究结果：

数值仿真结果表明,夹层板舷侧结构显著提高了舷侧结构的耐撞能力,是一种先进的船舶防护结构形式,且圆管式夹层板结构效果最显著。

结论：

研究成果可为以后船舶舷侧碰撞性能的评估及未来新型船舶结构的耐撞性优化设计提供借鉴。

关键词：舷侧结构,防撞性,填充层,船舶碰撞

     

大客车侧翻耐撞性的结构设计方法

为了提高仿真结果的准确性,降低产品研发成本和缩短设计周期,提出动态仿真技术与试验相结合的大客车侧翻耐撞性结构设计方法.以某型大客车为例,建立原始车型的侧翻碰撞有限元模型,按照欧盟ECE R66法规对该车进行动态仿真分析;对原有车型进行侧翻试验,根据试验结果对侧翻碰撞仿真模型进行对标.仿真与试验结果表明：在侧翻碰撞过程中,车体变形过大,侵入了乘客生存空间,车身局部结构出现凹陷现象.对车身侧墙和车顶等部位作了多次结构改进,通过仿真分析来确定改进结构的侧翻耐撞性能,改进车顺利通过了ECE R66侧翻试验认证.     

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。     

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。     

465Q汽车发动机缸体铸坯件的研制

介绍了４６５Ｑ型汽油发动机缸体的结构特点及技术要求,阐述了这种薄壁复杂缸体的铸造工艺方案,并分析了铸件缺陷及显微组织。     

薄壁筒桩与土相互作用的受力分析研究

用EAS单元描述混凝土薄壁筒桩的受力变形特性,用薄层接触面单元模拟桩与土体之间的相互作用,提出了考虑桩土相互作用的桩体有限元内力分析方法。对某工程薄壁筒桩在水平荷载作用下的桩体变形和内力进行了分析,并与现场试验结果进行了比较,验证了本文分析方法的正确性。