斜撑杆对复合材料机身段适坠性能的影响研究

适坠性已经并将继续是飞机安全的主题。针对典型的运输类飞机复合材料机身段,研究斜撑杆对机身框段适坠性能的影响。建立复合材料机身段有限元模型,通过改变斜撑杆角度和刚度,分析复合材料机身结构在坠撞速度为6.67 m/s时的坠撞特性。对比分析各种情况下座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线和机身段的破坏模式。仿真结果表明,选取合适的复合材料机身段斜撑杆角度和刚度,可显著降低座椅处的过载峰值,有效提高复合材料机身框段适坠性能。     

滚转角度对民机机身结构耐撞性能的影响

适坠性已经并将继续是飞机安全的一个重要关注点。为了研究不同滚转角度对机身结构动态响应特性的影响,针对典型的运输类飞机机身结构,建立货舱地板下部为波纹板布局形式的机身段有限元模型,分析该机身段在0°、5°、10°和15°的滚转角度下,以6.67 m/s的坠撞速度撞击刚性地面时的坠撞特性,对比分析不同滚转角度下机身段的破坏模式和座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线。结果表明:不同滚转角度会对机身结构的变形以及座椅处加速度响应产生显著影响,采用合适的应急着陆方式可以有效提高飞机的适坠性能。     

滚转角度对民机机身结构耐撞性能的影响

适坠性已经并将继续是飞机安全的一个重要关注点。为了研究不同滚转角度对机身结构动态响应特性的影响,针对典型的运输类飞机机身结构,建立货舱地板下部为波纹板布局形式的机身段有限元模型,分析该机身段在0°、5°、10°和15°的滚转角度下,以6.67 m/s的坠撞速度撞击刚性地面时的坠撞特性,对比分析不同滚转角度下机身段的破坏模式和座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线。结果表明:不同滚转角度会对机身结构的变形以及座椅处加速度响应产生显著影响,采用合适的应急着陆方式可以有效提高飞机的适坠性能。     

复合材料蒙皮对机身段适坠性能的影响研究

针对运输类飞机复合材料机身段适坠性设计的需要,研究了复合材料蒙皮对典型机身段适坠性能的影响。利用HyperMesh建立机身段模型,采用LS-DYNA设置复合材料蒙皮铺层角度和铺层数,分析模型在6.67 m/s坠撞速度时的动态响应特性。仿真结果得到了机身段结构的变形、位移、应变和应力等数据,给出了座椅与地板连接处的加速度-时间历程曲线和机身段的破坏模式。仿真结果表明选取合适的蒙皮铺层角度和铺层数,可显著降低座椅处的过载峰值,有效提高复合材料机身段适坠性能。     

民机机身结构适坠性数值研究

以某型民机机身舱段结构为研究对象,建立了机身舱段结构有限元模型,通过LS-Dyna软件进行了机身结构坠撞过程模拟,得到了不同条件下机身结构坠撞响应,研究了机身结构适坠性与其局部结构布局、坠撞边界条件及吸能材料应用间的关系,分析了机身变形、客舱地板加速度变化等适坠性关键因素。结果表明:机身结构变形随着初始撞击速度的增加而增大,变形部位由机舱底部扩展至舱内地板结构;通过采取支撑结构、在客舱地板下填充泡沫材料等抗坠毁吸能设计,延缓客舱地板加速度峰值出现的时间,可降低客舱地板加速度峰值,有效提高机身结构适坠性。     

货舱载荷对复合材料机身框段适坠性影响分析

针对复合材料飞机结构适坠性验证及适航审定需求,建立货舱地板下部为波纹板的复合材料蒙皮机身框段有限元模型及货舱货物刚体简化模型,研究其在7 m/s垂直坠撞条件下的适坠性能。通过与无货舱货物情况进行对比,分析货舱载荷对机身结构变形模式、加速度响应特性和机身结构吸能特性的影响,进而为飞机结构适坠性设计及分析提供参考。仿真结果表明,货舱载荷导致货舱下部波纹板严重变形,但吸能量增加,外侧座椅与地板连接处的加速度低于无货舱货物情况,坠撞过程中机身各部分结构吸能是同时进行的。     

车辆冲击平顺性客观评价方法研究与设计优化

首先基于行业标准提出了与主观评价相对应的冲击平顺性客观评价方法,客观评价方法为:在前轮过凸块引起的驾驶员座椅导轨处的频率加权加速度时间历程中,取最大值与最小值的差值(峰峰值)来评价前轴的冲击强度,取0.3秒时间段的三向(纵向、横向与垂向)轴加权加速度均方根总值的最大值来评价前轴的综合冲击平顺性;在后轮过凸块引起的后排乘客地板处的频率加权加速度时间历程中,取峰峰值来评价后轴的冲击强度,取0.3秒时间段的三向轴加权加速度均方根总值的最大值来评价后轴的综合冲击平顺性;试验结果表明客观与主观评价结果具有较好的一致性。然后对比了冲击平顺性的仿真与试验结果,验证了Adams/Car模型用于分析冲击平顺性具有较高的准确度。最后应用Adams/Car模型分析了冲击振动的机理,并对引起簧上质量振动的作用力进行了解析,得出了引起冲击振动的关键因素;同时结合实际对影响因素进行了灵敏度分析,得出了影响大小,并进行了试验验证。     

行李箱冲击某汽车后排座椅的仿真分析与优化

为满足法规GB15083-2006要求,设计安全优质的后排座椅骨架结构。应用Hypermesh前处理器对某款车型建立座椅行李箱冲击试验的有限元模型,并利用Ls-dyna求解器对冲击过程进行仿真分析。分析结果表明该座椅在行李箱冲击试验中不满足法规要求。选取行李箱冲击后排座椅过程中变形量较大的靠背管并对其结构进行优化。提出了将靠背管横截面由圆形改进为椭圆形和将靠背管改进为钣金件两种方案。通过分析优化后座椅靠背管应力、应变最大值以及座椅头枕及靠背与评判面之间的距离,在轻量化的前提下选定方案2为最优。该方案提升了后排座椅的抗冲击能力,座椅头枕及靠背与评判面之间的距离曲线峰值明显降低,座椅结构满足法规要求。     

核燃料组件铁路运输容器系统在纵向冲击下的安全性分析

针对铁路车辆系统在编组、制动等工况下产生的纵向冲击 ,推导了车辆之间的纵向作用力和描述冲击特性的加速度。利用ADAMS软件建立了核燃料组件铁路运输容器系统的仿真模型。对燃料组件运输容器系统在运输过程中受来自铁道车辆的纵向冲击情况下的振动安全性进行了分析 ,讨论了纵向冲击作用对捆绑涤纶丝带的拉力和燃料组件纵向加速度的影响。     

轿车座椅主动式头枕吸能性分析

研究主动式头枕调整机构,以某轿车驾驶员座椅为例,基于PAM-CRASH软件,建立座椅骨架、头枕及假头型的有限元模型,讨论座椅头枕在不同冲击载荷作用条件下,反映在假头型上的加速度特性曲线,讨论座椅头枕软垫材料特性对座椅头枕吸能性的影响。     

民机地板以下结构参数变化对复合材料机身适坠性能的影响研究

为了确保乘员在可生存事故中存活,民机结构必须具备适坠特性。复合材料结构坠撞后的材料破坏形式与常规的金属材料破坏有所不同,复合材料民机的适坠性设计需要对地板以下结构参数变化对复合材料机身适坠特性的影响进行深入的评估。这里对某金属材料民机典型机身结构通过刚度等代设计得到复合材料机身简化模型,利用LS-DYNA3D建立了1/4缩比动力学仿真模型,利用该模型考察了行李舱支柱位置、角度、刚度及行李舱高度变化对复合材料机身适坠性能的影响。仿真结果表明地板以下结构参数变化对复合材料机身和金属机身坠撞响应的影响是不同的,考察的参数中行李舱支柱角度、刚度是影响坠撞响应的关键因素。     

飞机机身结构非正常着陆耐撞性仿真分析

飞机结构在非正常着陆情况下,必须保证飞机内乘员的安全,这是飞机适航条例CCAR-23中明确规定的。文中首次以某小型飞机机身结构为研究对象,建立飞机结构非正常着陆的仿真模型,针对各种非正常着陆状态下的地板加速度、撞击载荷和结构吸收能量占总动能比例等进行分析,给出这些分析结果与飞机撞击速度之间的关系。研究指出,水平撞击速度对飞机撞击过程影响很大,并且可以降低飞机的撞击载荷。研究结果显示,该小型民用飞机的地板下结构可以进行改进设计,以获得更佳的耐撞性能。     

大客车翻滚碰撞性能研究与改进设计

大客车在高速公路上翻车是造成人员伤亡较多的一种常见交通事故。为研究某大客车的耐撞性,应用有限元法建立了该车骨架的仿真模型,并运用模态对比法验证了模型的可靠性。按照欧洲ECE R66标准的要求模拟了该车的翻滚过程,计算了翻滚后的变形量,分析了产生局部变形过大的主要原因。对车身局部结构进行了改进设计,使其翻滚碰撞性能得到提高。应用该方法可以在概念设计阶段就能预测出该车身结构的耐撞性并提高设计质量、节约开发成本。     

Modelling of the rolling process—II: Evaluation of the stress distribution in the rolled material

The horizontal and vertical stress distribution within the plastically deformed arc of contact associated with the rolling of material are investigated. The analysis is based on a comprehensive theoretical model of the rolling process in which inhomogeneous deformation is considered. Results are presented to illustrate the variation of these distributions for mixed boundary conditions which relate to sticking and slipping conditions at the material/roll interface.     

电液控制的主动横向稳定杆的应用仿真研究

为了改善商用车的侧倾稳定性,设计了一种集液压控制与电机控制的优势于一体,具有较高控制精度和较大反侧倾力矩的电液控制主动横向稳定杆,并以某19座商用车为例,建立了包含转向、俯仰、侧倾,车身垂向运动在内的九自由度整车模型,对其中的主动横向稳定杆设计了一种PID+前馈的控制策略以提高控制精度,减少迟滞,并通过Simulink和Trucksim的联合仿真以验证其有效性。在附着系数为0.8的B级路面上,分别进行鱼钩、方向盘角阶跃和双移线三种不同的工况下的仿真。结果表明,与被动稳定杆相比,提出的这种主动稳定杆能够让车身侧倾角,横摆角速度,侧向加速度和质心侧偏角均有(20~45)%的降低,极大的提高了车辆的侧翻稳定性。     

基于数值模拟的车门耐碰撞性能研究

利用非线性动态有限元法,参照国家法规GB15743-1995中车门侧碰的相应规定,对某轿车前门进行侧面碰撞模拟分析.以HyperMesh为前处理器,应用LS-DYNA软件,计算得到的车门侧碰时的变形、位移、速度、加速度等特征参数.通过3种车门结构改进方案的比较分析,对该车门的耐碰撞性能进行了定性评价,为车门的改进设计提供了理论依据.     

汽车车身偏置碰撞抗撞性分析与结构改进

针对某乘用车在偏置碰撞形式下的安全性问题,对车身前部关键部件进行改进,实现汽车前舱刚度匹配,使整体结构合理变形。通过对仿真结果的分析并针对原车耐撞性能的不足,在车身纵梁前部设计导引槽式吸能结构,以改进前纵梁吸能变形模式;增加A柱加强件的厚度,以提高车架纵向刚度和乘员舱的强度。仿真结果表明:在整车质量仅增加2.24 kg的情况下,改进方案有效地提高了整车的耐撞性,整车的加速度峰值降低了6 g,乘员舱的变形量有所减小。     

基于ADAMS／Car微型观光旅游电动汽车操纵稳定性仿真

针对唐山市电动汽车重点实验室前期研制的微型聊光旅游电动汽车转弯行驶时产生较严重侧倾、较大幅度摆动等问题,以多体动力学理论为基础,在虚拟样机软件ADAMS中建立电动汽车整车模型。在Car模块中设置汽车稳态回转试验参数界面,进行定转向盘转角仿真。在ADAMS／Postprocessor中绘制汽车侧倾角、侧向加速度等参数变化曲线并进行分析和评价,得出此微型观光旅游电动汽车操纵稳定性能。基于以上仿真分析,为进一步对此电动汽车进行操纵稳定性优化提供一定理论依据和方向。     

Asymmetrical rolling analysis of bonded two-layer sheets and evaluation of outgoing curvature

A theoretical model based on slab method is proposed to analyze asymmetrical rolling of bonded two-layer sheets where the ingoing sheet is forced to horizontally enter the roll gap. Separate equilibrium equations as well as yield relations are derived for each layer by considering different stress fields for the two layers of any slab within the roll gap. A large angle of bite is considered in the governing equations as the experimental data used for verifying the results belong to the rolling conditions where small bite angle assumption is not reasonable. The curvature of the sheet at exit from the roll gap is estimated by studying variations of the normal and the shear strains within the whole roll gap. A very good agreement is shown to exist between the rolling force as well as the outgoing curvature predicted by the present model and the available analytical and experimental results reported by other investigators. By studying the outgoing curvature at different conditions, some practical suggestions to minimize the strip curvature at exit from the roll gap are proposed.