弹起式发动机罩的行人保护性能研究

行人保护是汽车主被动安全的重要内容。根据国标的行人保护试验规程和要求,建立了行人保护头型冲击器及弹起式发动机罩系统的有限元模型。对发动机罩面积进行划分,选取HIC值较大的位置作为碰撞点,通过仿真头部冲击器与发动机罩的碰撞过程,分析不同碰撞点的头部加速度时间历程,研究了弹起式发动机罩的行人保护性能。并搭建了用于发动机罩行人保护性能测试的跌落试验平台,实验验证了弹起式发动机罩的行人保护性能,证明了有限元模型的有效性。     

基于行人保护的波纹式铝制发动机罩盖的结构设计

针对钢制发动机罩盖不能满足行人碰撞保护法规要求的问题,对钢制发动机罩盖进行了材料替换和结构设计.在ANSYS中建立了头块和发动机罩盖的有限元模型,通过有限元仿真分析结果与试验结果的对比,证明了有限元建模的可靠性.对新设计的波纹式铝制发动机罩盖和原来的梁式钢制发动机罩盖进行了有限元仿真分析与对比.研究结果表明,新设计的波纹式铝制发动机罩盖可以有效地减小人-车碰撞过程中行人头部伤害值,满足行人碰撞头部保护标准.     

基于行人头部碰撞保护的发动机罩铰链结构设计

针对某款轿车发动机罩铰链区域行人头部碰撞性能不能满足GB/T 24550—2009的要求,建立了车辆与行人头部碰撞分析模型,用试验进行了验证分析,对存在问题的原因进行了分析,并对发动机罩铰链的结构进行了改进,分析结果表明,采用改进后的发动机罩铰链,可有效降低发动机罩铰链区域的头碰HIC值,可以满足法规要求。     

均分区域法标记试验区域的行人保护试验研究

现阶段我国仍属于人、车混合的交通状况,车辆碰撞事故频繁发生。在车辆与行人碰撞事故中,行人属于弱势群体,加上现阶段车辆缺乏对行人保护的措施,行人伤亡严重。在汽车行人碰撞事故中,行人头部受重伤是造成行人死亡的主要因素;行人腿部受伤是造成行人受重伤的主要因素。基于两款车辆以均分区域法标记试验区域的行人保护头型碰撞测试数据,对其进行分析研究。得到在车辆前期设计时,将吸能空间留得足够大,可减小头型碰撞的伤害值,从而减小对行人的伤害。将理论分析与试验数据相结合,找到影响头型碰撞发动机罩伤害值大小的主要原因为发动机罩距离机舱内部的距离,通过前期造型设计使得发动机罩距离发动机舱内部部件距离足够大,来减小头型碰撞发动机罩的伤害值。     

基于Kriging模型的发动机罩多目标优化设计

为提高轿车CNCAP行人保护性能,应用拓扑优化方法对某款轿车的发动机罩内板进行结构改进,以达到降低行人头部损伤值的目的。先以发动机罩内板、外板、加强板及铰链的壁厚为设计变量,采用最优拉丁方法生成样本数据,通过仿真分析,构建了关于发动机罩质量、头部损伤值及模态的Kriging近似模型;然后利用NSGA-Ⅱ（非劣分层遗传算法）多目标进化算法寻优求解。结果表明：改进后的发动机罩不仅安全性和防振性得到改善,而且质量减小,模态值提高,实现了安全、防振及轻量化的设计目标。     

复合填充芯材的优化设计及其应用研究

为进一步提高汽车发动机罩填充芯材的缓冲吸能性能,将轻质、缓冲性能佳的EPP泡沫填充到铝蜂窝芯材中,采用代理模型和多目标优化算法求解获得填充芯材的参数优化解,最终的优化参数为铝蜂窝胞元边长3mm、蜂窝壁厚0.06mm、EPP泡沫密度40kg/m3,并开展了低速冲击试验验证优化结果的可靠性。将优化后的填充芯材应用于汽车发动机罩中,研究其对汽车行人保护性能的影响及其轻量化效果,研究结果显示,新发动机罩的行人头部损伤值降低了(13.5～51.8)%,加速度峰值降低了(9.4～39.2)%,所有碰撞点均没有发生二次碰撞,并且在不降低发动机罩机械性能的前提下,新发动机罩比原发动机罩减轻了23.8%,表明芯材填充对提高汽车发动机罩的行人保护性能及轻量化效果明显。     

铝合金抗凹支架行人保护性能研究

抗凹支架是发动机罩锁扣区域行人头部碰撞的重要吸能部件,对铝合金抗凹支架结构的行人保护性能进行了研究。建立有限元分析模型并对碰撞过程进行仿真模拟,结果表明抗凹支架区域头部伤害值较大,碰撞初始头部加速度偏低,后期头部触底。利用简化模型对头部受力进行分析,通过调整材料密度进行仿真,研究随动质量抵抗力对头部加速度的影响。结合分析提出有利于行人保护的连续式抗凹支架形式。     

基于OptiStruct的复合材料发动机罩结构轻量化设计

采用复合材料替换普通碳钢并运用Hyper Laminate创建发动机罩壳的复合材料模型,实现发动机罩的材料轻量化。依据发动机罩在多工况条件下,以柔度最小化为优化目标函数,以优化前后体积分数为约束条件,对复合材料的发动机罩结构进行自由尺寸优化优化化设计。通过优化前后的复合材料发动机罩结构的力学性能分析可得:优化后的复合材料发动机罩刚度大大增强,同时,还实现了结构的轻量化。优化后最大应力地减小,使发动机罩所受应力均匀化,改善了发动机罩地力学性能及其疲劳寿命。     

轿车发动机罩行人保护技术分析及应用

对国产某新型三厢紧凑型轿车的发动机罩进行合理改进设计后,对其进行《欧洲议会及理事会指令2003/102/EC European New Car Assessment Programme——关于在与机动车辆发生碰撞前和发生碰撞时对行人和其它易受伤害的道路使用者的保护》要求的有限元技术分析。结果表明:该发动机罩能够满足行人保护法规要求,且达到了EuroNCAP三星评价。     

基于行人保护的轿车前部造型特征研究

以汽车造型特征为研究对象,提取了紧凑型轿车前部造型特征线进行统计分析和参数化研究,通过建立基于特征和特征线的轿车造型特征参数描述模型,赋予造型特征以碰撞安全属性。建立了轿车与行人碰撞的多刚体模型并进行了仿真实验研究,根据仿真结果数据构造二次回归模型分析轿车前部造型特征对行人损伤的影响,并进行了参数优化。研究结果表明：拥有宽大且低矮的保险杠、较高及坡度平缓的发动机罩前缘且发动机罩长度适中的轿车前部造型有利于行人保护。      

铝制发动机盖行人保护分析与结构优化策略

基于行人碰撞保护标准在汽车设计中的要求,将铝材料应用于发动机盖,通过CAE仿真分析了铝制发动机盖和钢制发动机盖对行人碰撞头部伤害标准HIC。对铝制发动机盖的结构提出了优化策略,以达到碰撞时保护行人的目的。     

基于有限元分析的发动机罩拓扑优化设计

建立了某轿车发动机罩有限元模型,对其进行了模态分析计算,得到发动机罩的固有频率和振型.在此基础上建立了基于变密度法的拓扑优化设计数学模型,运用HYPERMESH软件对发动机罩进行了拓扑优化设计,研究了发动机罩最优的加强筋布局形式,使得结构的低阶模态频率提高2HZ,提高了发动机罩的动态刚度,解决了发动机怠速时发动机罩的振动问题.     

基于有限元法的发动机罩模态分析研究

建立了某轿车发动机罩有限元模型,对其进行了模态分析计算,得到发动机罩的固有频率和振型。运用HYPERMESH与NASTRAN软件对发动机罩进行了模态分析计算,得出发动机罩的低阶模态特性。总结优化发动机罩模态特性的方法,以解决发动机怠速时发动机罩的振动问题。     

基于CAE技术的汽车铝板发动机盖刚度研究

随着汽车产业的发展,轻量化在汽车制造领域占据越来越重要的地位.相较于钢板来说,铝板的塑性低、易回弹,在汽车扣合件的外板中经常存在刚度不足的问题.以铝板发动机盖外板为研究对象,采用有限元法对成形过程中的各工艺参数进行优化,再通过实验验证,较好解决了铝板成形过程刚度不足的问题.     

虚拟样机技术在汽车发动机盖锁设计中的应用

以虚拟样机技术为设计理念,通过UG软件,建立汽车发动机盖锁的虚拟样机模型。运用UG的Motion模块时发动机盖锁进行运动学仿真分析,建立了4个运动分析方案,在虚拟样机模型中为每个运动分析方案建立相应的装配排列。将发动机盖锁的运动模拟以MPEG电影文件形式输出,形成电影动画,并用超级解霸3000播放器进行播放。虚拟样机技术可以减少实物模型和样机的投入,缩短产品开发周期,有利于实现产品的最优设计或变形产品设计。     

汽车前后舱盖有限元模态分析研究

前后舱盖模态可用于评价前后舱盖总成结构的固有频率及振动形式是否合理，能否满足实际使用要求，以便为基于前后舱盖动态特性的设计开发提供参考依据。通过以海马某型轿车作为样本，在相同位置截取前舱盖和后舱盖，利用有限元法对总成结构进行了自由模态分析，考察了前后舱盖固有特性是否满足设计要求。     

基于整车碰撞安全性数值仿真的发动机罩结构改进设计

建立某型国产小客车的有限元模型，完整的乘员约束系统模型并特别细化了影响碰撞安全性的铰链结构，成功模拟整车的正面碰撞。仿真结果显示，发动机罩盖铰链发生断裂，这与试验结果一致。铰链的断裂使整车的安全性能大大降低。通过对铰链材料的改进(选用高强度钢)以及对发动机罩盖内外板结构的改进(降低外板棱边高度并在内板合理打孔)。进一步的数值仿真显示铰链不再发生断裂，罩盖变形模式合理。对改进前后乘员伤害指标的考察也进一步说明整车安全性能的提高。