汽车吸能盒结构优化模拟分析

采用LS-DYNA软件对汽车吸能盒进行了8种方案的准静态仿真研究.分析了不同诱导结构、不同材料的填充物对吸能盒的压溃模式、载荷变化和能量吸收情况的影响,并选出方案6为最优方案,可为汽车低速碰撞下吸能盒的设计提供参考.     

基于汽车正面碰撞的吸能盒设计及优化

对汽车正面碰撞有限元模型进行了分析,建立了可替代整车碰撞模型的子模型,并对其进行验证。在所建立的子模型的基础上,设计出了双层波纹管样式的吸能盒结构,利用自适应响应面法对其厚度进行优化设计。整车碰撞仿真结果表明:吸能盒结构吸收的能量比原结构提高了14.2%,纵梁碰撞力比原结构减小了15.3%。     

轿车保险杠系统低速正面碰撞性能的仿真研究

在汽车低速碰撞过程中,保险杠系统对汽车的碰撞安全性起至关重要的作用。文章运用加速度平均值、最大加速度和加速度均方根值及变形量,分别对概念吸能型保险杠系统与普通型保险杠系统进行低速情况下的正面碰撞仿真,评价两者的碰撞性能。仿真结果显示,概念保险杠系统的碰撞性能明显优于普通型保险杠系统。于此,作者对该保险杠系统的进一步改进提出了建议。     

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。     

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.     

平头汽车碰撞防护装置的设计与试验

为平头汽车设计了碰撞防护装置是由正面弧形缓冲板、纵向吸能器等部件组成.在不改变车身结构的前提下,安装在车身前端的内部.通过分析碰撞试验取得的高速影像及加速度曲线,掌握了碰撞防护装置的有关技术参数.试验表明,在发生正面碰撞时,该碰撞防护装置能够减小车身变形、吸收碰撞能量、延长碰撞冲击时间.     

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。     

汽车正面碰撞驾驶员颈部肌肉激活分析

针对汽车正面碰撞时计算颈部肌肉的主动肌肉力问题,提出了基于颈部生理结构特征的肌肉激活程度计算方法。按照解剖结构将颈部肌肉分两部分,使用优化算法计算深层肌肉激活程度;在志愿者实验数据的基础上,依据解剖结构和功能分组计算浅层肌肉激活程度。通过碰撞仿真分析,在低速正面碰撞中颈部主动肌肉力能够降低颈部损伤,以斜方肌为代表的后侧肌肉会产生离心收缩而受到损伤。     

后防护横梁壁厚和吸能的关系研究及仿真

在发生货车被追尾碰撞时,为了达到保护后车和车上乘员的目的,必须在后防护装置的有限许可范围内,应尽可能提高碰撞发生瞬间后防护横梁和斜支撑构件的弹塑性变形所吸收的能量。本文利用LS-DYNA仿真软件对圆形横截面横梁壁厚分别为6mm、6.5mm和7mm时其缓冲吸能性进行对比分析。通过动态仿真不同壁厚的圆形横截面后防护横梁在碰撞过程中的变形、碰撞减速度以及吸能情况,表明当后防护横梁取圆形横截面时,壁厚值越小其缓冲性能最好,吸收内能最大。     

基于MADYMO的轻型客车驾驶员约束系统优化

通过对某轻型客车正面碰撞的实车数据分析,结合汽车碰撞安全模拟软件MADYMO建立驾驶舱内驾驶员及乘员的正面碰撞模型,进行分析,明确优化方向,对驾驶员安全气囊泄气孔等优化,通过仿真运输优化方案效果,最后经试验验证优化方案有效,并对仿真与实车试验结果进行了对比,通过仿真优化改进轻型客车正面碰撞安全性的提升方案。     

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.     

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

     

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.     

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。     

车辆典型薄壁梁碰撞性能的研究

车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求, 以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象, 针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点, 采用高度非线性显式动态有限元程序Hy perMesh 和LS-DYNA 进行了碰撞的数值模拟, 分析了薄壁梁及保险杠正面撞击刚性墙的全过程以及不同参数的选取对仿真及计算结果的影响。与实车正面碰撞结果进行了对比分析, 验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上, 针对仿真计算结果及薄壁构件吸能特性, 提出了一些改进措施。     

基于响应面法的车门防撞梁多学科设计优化

对车门防撞梁的原始设计方案进行优化,以M形截面车门防撞梁替代原管型防撞梁的设计方案,并以M形截面车门防撞梁的材料参数作为设计变量,以提高车门防撞梁的轻量化性能及其在侧面碰撞中的吸能性为优化目标,采用正交试验设计方法进行样本数据设计,使用响应面法建立车门防撞梁轻量化性能及吸能性的多学科近似模型,通过遗传法最终得到最优的车门防撞梁材料方案,在保证其质量不增加的情况下,显著提高了车门防撞梁的碰撞吸能性.     

不同芯子构型格栅结构冲击实验与分析

基于先进复合材料格栅结构(AGS)有较强的可设计性和多种优良性能,研究其在动态载荷作用下的吸能性能.本文设计并制作了三类芯子构型-正方形芯型、六边形芯型和三角形芯型的试件,采用实验研究和理论分析相结合的方法,研究了其在动载作用下的力学行为和吸能性能.并利用载荷峰值和试件相对密度求得了比吸能和比载荷,并从这三类芯子构型试...     

新型汽车后防护装置的碰撞仿真研究

利用CATIA实体建模功能,创建了壁障模型、汽车后防护装置的实体模型和小车的实体模型,并应用有限元的思想对所有模型进行材料定义、网格划分等前处理。运用ANSYS／LS—DYNA对壁障与其后防护装置的动态碰撞试验进行仿真以及对皮卡与其后防护装置进行追尾碰撞仿真,根据仿真结果,评价了该防护装置的防护性能。同时,对在发生偏置碰撞时防护装置的防护性能进行了研究。在仿真分析结果的基础上设计了一种新型吸能式的汽车后防护装置结构,并通过理论研究和整车追尾碰撞仿真验证了新型汽车后防护装置的可行性与优越性。     

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。