基于BB-MOPSO算法的微型车前纵梁优化

前纵梁作为汽车正面碰撞中主要的吸能和变形结构在汽车安全问题中具有重要研究意义。选取某微型车前纵梁结构为研究对象进行厚度优化设计。首先利用最优拉丁超立方的方法进行设计变量样本空间的设计,然后在已经建立好的整车模型中进行相关参数修改并进行仿真计算,并根据输出数据建立整车瞬时加速度及前纵梁比吸能的二阶响应面代理模型。应用多目标骨干粒子群(Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO)算法采用自编MATLAB代码得到了分布均匀的瞬时加速度以及前纵梁比吸能的Pareto前沿。该算法在车辆结构优化问题中的使用有效的避免了目前被广泛使用的NSGA-Ⅱ算法Pareto前沿分布均匀性差的不足。最终前纵梁比吸能提高了16.2%,整车正碰瞬时加速度减小了3.6%,前纵梁质量减轻6%,在提高了汽车安全性的同时保证了轻量化。     

基于正面碰撞的商用车吸能结构改进

对于商用车整车正面碰撞安全性,国标主要考察两个部分:整车结构耐撞性与对应乘员保护,分别影响车身结构设计与约束系统开发,两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求。建立了汽车正面碰撞有限元模型,并对其进行验证。在建立的模型的基础上,使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析,综合评价了整车碰撞性能。针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题,选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象,进行了相应的结构改进。结果表明:改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线,为后期约束系统的开发奠定了良好基础。     

汽车前纵梁的拼焊板轻量化设计研究

在已有车型基础上研究了利用拼焊板进行前纵梁改进的轻量化设计方法,达到了在满足强度和刚度条件基础上减轻汽车重量和改善碰撞性能的目的。通过CAE解析了汽车在自重工况下的前纵梁应力分布,确定了前纵梁的分块数目及焊缝布置,推导了由拼焊板替换的车身梁结构的强度、弯曲刚度和扭转刚度的约束方程,并以此计算拼焊板前纵梁的厚度。整车碰撞仿真证明,拼焊板设计后的前纵梁具有更好的耐撞性,并且达到了减重17.7%的效果。     

基于逐步回归模型的汽车正碰性能改进设计

汽车碰撞是一种不连续、非线性、大变形过程,改进其结构涉及到多变量、多约束、多目标的优化。采用整车正碰过程中的关键吸能薄壁构件为研究对象,对薄壁构件的比吸能最大化,整车初始碰撞力峰值及加速度峰值最小化进行多目标优化。论文以薄壁构件的厚度为设计变量,采用均匀试验设计法安排试验,并利用逐步回归分析对仿真试验数据拟合建立高精度的代理模型,最后利用虚拟目标法对代理模型进行多目标求解。在保证汽车正碰驾驶室有足够安全空间的前提下,显著的提高了薄壁构件的比吸能及降低了初始碰撞力和加速度峰值。     

汽车前纵梁碰撞特性仿真研究

汽车的碰撞安全性是影响汽车被动安全性的主要方面,汽车部件的碰撞仿真是确保车辆具有良好碰撞性能的一种重要的现代设计方法和手段,汽车前纵梁作为一种典型的薄壁梁结构件,是保证汽车具有较好正面碰撞性能的重要部件.笔者利用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对某SUV车型前纵梁进行计算机碰撞仿真分析研究,比较了改进前后前纵梁的碰撞吸能特性.研究表明经改进设计后,前纵梁的碰撞特性得到加强,研究方法和结果对汽车前纵梁设计具有实际应用价值和直接指导意义.     

基于双响应面模型的碰撞安全性稳健性优化设计

建立稳健的车体耐撞结构是提高汽车碰撞安全性的有效途径.传统的耐撞性优化设计,由于忽视制造工艺、材料特性和边界条件中存在的不确定因素,导致汽车碰撞安全性能不够稳健.近年来,稳健性设计得到广泛的关注,并在汽车工业中得到应用.将稳健性设计方法应用到汽车碰撞安全性设计中,以某轿车的前纵梁为研究对象,运用双响应面方法对其进行稳健性优化设计.采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)方法和最小二乘方法创建碰撞响应的二阶多项式双响应面模型,将材料特性作为不确定性因素.稳健性优化后,对前纵梁碰撞性能的稳健性与优化前进行对比分析.分析结果表明,该稳健性设计方法精度较高;经稳健性优化后,前纵梁碰撞性能的稳健性获得了显著提高,且质量减少了3.32％.     

基于断面载荷分析的正面车身结构安全性能优化

车身结构的安全性能是整车安全性能的基础,基于断面载荷理论进行车身结构安全性能优化设计是车身结构设计的重要方法之一。文中通过对某车型前纵梁和前横梁断面优化设计,使得在正面百分之百刚性壁碰撞和百分之四十偏置碰撞中车身结构变形合理,吸能充分,有效地保证了假人的生存空间。     

多孔结构材料在汽车碰撞安全中的应用研究

讨论了汽车碰撞中的主要吸能元件的吸能步骤和压溃模式,从理论上阐述了填充了多孔结构材料的吸能元件在吸能上的优势。对蜂窝式和蛋盒式两种多孔结构材料的结构组成、成形技术和吸能能力进行了分析,并进一步研究了多孔结构材料在汽车保险杠、车门以及纵梁等主要安全构件中的应用,说明把多孔材料应用到汽车吸能防撞装置中是可行的,可以极大地提高整车的耐撞性。     

多孔结构材料在汽车碰撞安全中的应用研究

讨论了汽车碰撞中的主要吸能元件的吸能步骤和压溃模式，从理论上阐述了填充了多孔结构材料的吸能元件在吸能上的优势。对蜂窝式和蛋盒式两种多孔结构材料的结构组成、成形技术和吸能能力进行了分析，并进一步研究了多孔结构材料在汽车保险杠、车门以及纵梁等主要安全构件中的应用，说明把多孔材料应用到汽车吸能防撞装置中是可行的，可以极大地提高整车的耐撞性。     

汽车车头骨架的数字化设计与分析

随着汽车保有量的增长,交通事故带来的损失日益剧增,研究汽车的碰撞安全性能,成为各国汽车行业研究的重要课题。车头骨架是汽车的基体和主要承载部件,因此其结构性能的好坏直接关系到车身的寿命和整车性能。应用计算机仿真技术对某车头骨架的前碰撞区吸能部件进行了碰撞仿真和改进研究。提出改进意见,不仅使结构能够满足强度和刚度要求,而且还可以实现质量的轻量化。实验数据表明:汽车碰撞仿真设计是确保设计车辆具有良好碰撞性能的一种重要的方法和手段。