座椅动态冲击性能仿真研究

为缩短汽车座椅开发周期、降低研发成本,依据法规GB 15083—2006中的相关规则建立了座椅冲击试验的有限元模型,分析结果表明座椅冲击性能符合法规要求;通过实际试验进行了对标验证,在试验中一次性通过法规认证,说明仿真分析可有效对其性能进行预测,验证了有限元分析在座椅设计开发中的重要作用。     

柔性薄板装配不等间距定形焊点布置优化

针对点焊中的定形焊点布置方案影响柔性薄板装配偏差,以及等间距焊点布置不适合所有薄板焊接情况的问题,提出一种基于支持向量回归机与粒子群优化算法的不等间距定形焊点布置优化方法。对薄板装配过程进行分析,建立了反映装配偏差与偏差源关系的装配偏差模型。以两种焊点的间距为设计参数,通过优化拉丁超立方实验设计在焊点布置设计空间获取样本方案,利用偏差模型获得样本响应。构建支持向量回归机—粒子群算法代理模型,预测得到使装配偏差最小的焊点布置最优方案。柔性薄板装配实例表明,在小样本学习情况下,与遗传算法—反向传播神经网络和响应面两种代理模型相比,该方法在模型预测准确度方面具有有效性和优越性,同时通过车身薄板实例表明了该方法的实用性。     

基于均匀化循环理论的车身焊点布局优化方法

提出一种基于焊点间距参数化的焊点布置优化方法,首先采用均匀分配理论建立几个不同焊点间距布置的有限元模型,进而根据循环迭代原理确定基于焊点等间距分布的迭代形式,并进行分析求解,最后以白车身刚度和车身关键区域最大应力值为约束条件,以焊点数量最小为设计目标,对焊点布置方案进行优化。该方法既保证了车身结构的性能要求,又保证了焊点均匀分布,提高了优化设计结果的工程实用性。     

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。     

行李箱冲击中后座椅结构优化分析

对某车型进行行李箱冲击仿真分析和结构优化,利用Hyper Mesh前处理软件进行行李箱冲击有限元模型搭建,并通过LS-DYNA有限元软件进行求解计算,通过仿真分析结果对座椅结构不合理之处进行优化改进,使其满足法规变形目标要求,有效地保障了后排乘员的安全,提升了后排座椅的抗冲击能力。优化方案成功应用于该车型并通过行李箱冲击强制法规试验验证。该优化方案对乘用车座椅设计具有普遍的指导意义。     

边梁式车架的模态分析和焊接优化

通过建立某边梁式车架的有限元模型,分析计算在自由状态下该车架的振动模态,并以其一阶模态频率为约束条件,进行焊点的优化布置分析,为该类型边梁式车架动态特性分析、结构设计以及焊点布置提供方法和理论依据。     

安全带固定点强度仿真精度分析及过法规优化

针对GB14167—2013下,座椅安全带固定点试验过法规困难且增重较多的现象,对安全带固定点有限元模型的仿真精度进行探究,旨在以提高仿真精度的方式来指导过法规优化方案的制定。探究了卷收器建模方式、单元积分类型及分布对仿真精度的影响,并建立了可信度较高的某商用车安全带固定点强度分析有限元模型。通过对传统模型中单元类型及分布进行优化,在保证计算效率的同时,使仿真精度得到较大提高。最终,基于座椅的薄弱部件进行结构优化,使其满足国家法规要求,且仿真结果与试验结果基本吻合。     

某驾驶员座椅鞭打性能分析及优化

针对某驾驶员座椅在鞭打试验中颈部伤害值过大问题,总结C-NCAP(2015版)鞭打试验评价规程和评分原则,研究了颈部伤害指标与假人颈部运动响应的相关性。结合影响鞭打试验性能的座椅参数分析了该座椅鞭打试验失分原因。按照C-NCAP鞭打试验具体规则,建立了该座椅鞭打的有限元分析模型,并与摸底试验结果进行对标验证,验证了模型的有效性。在该模型基础上,进行了座椅结构的仿真优化改进。研究结果表明,有限元仿真模型计算的颈部伤害曲线趋势、峰值大小与试验基本一致,所建立的仿真模型能较好地预测试验中的假人颈部运动响应;通过优化头枕及靠背上部刚度值和减小头部和座椅头枕间的水平距离,减小头部相对人体躯干运动,可显著改善鞭打试验中颈部伤害,实现设计目标。     

多功能三人座椅与车身强度匹配探究及应用

针对安全带固定点强度试验一次性通过率低的问题,提出通过改善多功能三人座椅与车身强度匹配性能以提高相关车型过法规一次性通过率。将已量产的4款M1类车型作为分析对象,基于GB 14167—2013,建立了单体座椅强度、整车强度和车身强度有限元模型,对比仿真及试验结果,探讨影响座椅与车身强度匹配性能的关键参数,并据此建立了座椅与车身强度的评价标准。将探究成果应用于新车型的研发上,且新车一次性通过安全带固定点强度试验。     

汽车座椅安全带锚固定点强度分析

为研究汽车座椅是否满足安全带固定点强度要求,结合某车型利用ANSA软件建立了座椅有限元模型。依据GB 14167-2013规定的试验方法,运用LS-DYNA软件进行座椅安全带固定点强度仿真分析。结果表明座椅右侧滑轨存在强度不足。根据实验结果提出优化的结构设计方案,并进行了仿真验证。验证结果表明:优化后的汽车座椅强度符合法规要求,为工程技术人员在产品设计阶段提供重要参考。     

某型商用车司机座椅振动特性研究与优化

对某型商用车中的固定式座椅进行了传递特性研究,利用苏试电动振动台对座椅传递特性进行了试验,并建立了ADAMS动力学模型,利用试验数据验证了模型的准确性,并在此基础上进行了座垫刚度阻尼的优化,仿真表明优化后的座椅能在一定程度上改善座椅舒适度.     

基于理想压力的机车座椅优化设计与舒适度试验研究

为了提高某出口型电力机车司机座椅舒适性,结合人机工程仿真软件JACK、主观感知舒适度量表及压力坐垫对司机座椅人机系统进行分析,进而基于人体工程学的座椅靠背设计方法对座椅靠背形态进行优化,对优化后座椅靠背的人机匹配度进行了仿真分析和主客观试验验证,结果表明优化后的靠背设计方案比靠背原型的人机交互匹配度更高,且能对司机背部形成良好的支撑。最后利用MatlabLIBSVM工具箱建立舒适度预测模型对座椅舒适度进行预测分析,得到均方误差MSE=0.003 753 4、相关系数R=93.063 1%,该模型预测精度高,可大幅简化主观评价流程。该座椅靠背设计方法可为轨道交通装备司机座椅的舒适性设计提供理论参考和试验依据。     

某汽车座椅头枕静强度仿真分析与优化

应用HyperMesh前处理软件建立了某国产汽车中排座椅的有限元模型,按照法规GB11550-2009的加载要求运用Ls-dyna求解器对座椅头枕的静强度进行仿真试验。经过仿真分析可知该座椅结构中头枕杆超过了评判面,有很大的失效风险,不满足法规要求,因此需要对座椅头枕杆骨架进行改进。提出了在头枕杆中间位置处增加一个加强筋和更改头枕杆骨架形状两种方案,通过对改进后座椅头枕杆骨架的应力、应变、最大位移量的分析,在轻量化的前提下选定方案2为最优,其各项指标均满足GB11550-2009国家法规的要求。     

客车乘员座椅动态试验的仿真研究

依据GB13057-2014法规要求,应用Hypermesh软件建立客车座椅动态试验的有限元模型,接着调用HybridⅢ50%男性假人,调整其姿态,同时把已建好的有限元模型及调整好01.1的多面体假人进行耦合设置并提交计算。结果表明,仿真分析结果与试验结果在运动过程、变形情况、乘员伤害值等方面具有较好的一致性,仿真模型能够预测和代表试验段在试验测试中的力学行为,并为后期的座椅动态安全性优化提供可靠的依据。     

变密度法在车身焊点布置拓扑优化中的应用

为探索焊点布置对乘用车车身振动特性的影响,将变密度拓扑优化法应用于车身焊点布置的设计中,改善乘用车车身共振问题。首先,确定影响车身低阶模态频率的关键部件,然后将车身结构进行分区,最后应用变密度法对车身关键部件的焊点进行分区拓扑优化。结合乘用车车身焊接工艺,以车身低频固有振动特性为优化目标,以车身焊点体积最少为约束条件,以焊点单元密度为设计变量,对车身结构焊点布置进行拓扑优化。经模态分析,结果表明拓扑优化后车身焊点数目缩减了2.38%,车身的一阶模态频率为27.53 Hz,提高了1.28 Hz。将变密度法应用于乘用车车身焊点布置拓扑优化设计,有助于确定车身焊点的最佳布局,减少结构共振的可能性。     

基于LS-DYNA的汽车安全带固定点强度分析

建立某款CDV车型后排安全带固定点强度分析的有限元模型,利用LS-DYNA软件对安全带固定点强度试验过程进行仿真。结果显示安全带上固定点前向位移超出法规要求范围。进一步分析该固定点前向位移超标的主要原因,提出了座椅及车身结构的改进方案,结果表明改进方案能够满足法规要求。     

航空座椅动态冲击仿真方法研究

以航空座椅和仿真假人为研究对象,建立座椅有限元模型和HybridⅡ型假人多刚体系统模型,采用动态大变形非线性有限元分析技术和多刚体动力学方法,模拟了航空座椅和假人在冲击中的响应过程,评估了航空座椅结构的动态冲击性能,并与试验结果进行了对比分析,验证所建立的有限元模型的正确性.这种方法可降低产品研发过程中的试验费用,缩短设计周期,具有很重要的工程意义.     

基于染料渗透试验的BGA焊点失效分析

对基于染料渗透试验的球栅阵列(BGA)焊点检测方法进行了阐述,通过试验,利用焊点失效模型和焊点开裂面积占比图分析了BGA焊点失效原因并提出改进意见,试验表明,染料渗透试验能全面地反映出BGA焊点的实际质量情况,是一种有效的焊点质量分析技术,能为产品后续的研发或质量改进提供参考。     

基于多目标优化的乘用车后排座椅轻量化设计

提出第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)结合响应面法(RSM)-径向基神经网络方法(RBF)混合近似模型和逼近理想解排序(TOPSIS)方法对某乘用车后排座椅进行结构-材料一体化多目标轻量化设计研究。结合有限元理论建立仿真模型,并通过行李箱碰撞试验验证仿真模型的正确性,根据工程经验和座椅靠背骨架吸能分析确定了6个优化部件厚度、材料的设计变量及取值范围;采用RSM-RBF混合近似模型方法拟合设计变量与响应之间的关系;利用NSGA-Ⅱ算法对优化问题进行求解,得到Pareto最优解集。最后采用基于熵权TOPSIS方法对Pareto最优解集进行排序确定最佳折中解。结果表明:在满足各项安全性能法规的前提下,乘用车后排座椅减重3.57 kg。     

轻型客车车内振动传递路径的试验与仿真研究

应用传递路径分析方法,对某国产轻型客车驾驶员座椅的振动进行分析与优化。首先,建立15输入1输出的振动传递路径模型,通过整车道路试验获取工况数据,并通过室内锤击试验获取传递函数;其次,对每条传递路径进行贡献量分析,得到每条传递路径对响应点的贡献量;然后,建立整车刚柔耦合动力学模型对座椅的振动水平进行仿真分析,与试验结果具有很好的一致性,并且通过二次回归组合试验建立响应点振动水平与优化变量之间的数学关系;最后,建立一个考虑驾驶员座椅振动水平和动力总成悬置系统解耦率的综合目标函数,利用遗传算法优化得到每条传递路径刚度最优解,并对动力总成悬置解耦率与驾驶员座椅振动水平改进效果进行验证,结果表明:悬置系统解耦率有很大程度提高并且各个车速下驾驶员座椅振动水平均有较大程度的降低。