副车架侧边纵梁耐撞性优化设计

为了对全框式副车架侧边纵梁结构进行耐撞性优化设计,以副车架侧边纵梁结构参数为变量,建立了该结构耐撞性和轻量化优化问题的数学模型。运用方差分析法（ANOVA）选择对副车架侧边纵梁耐撞性和轻量化影响显著的结构因子作为主要设计变量,采用正交试验设计方法进行试验设计;运用LS-dyna软件进行碰撞模拟;根据有限元仿真结果建立了响应面近似模型,并对该近似模型解决该问题的可靠性进行了验证,结果表明,所建立的响应面近似模型适合解决组合优化问题。优化设计后的副车架侧边纵梁能在提高耐撞性能的同时,保持较好的轻量化水平。     

微客车架结构抗撞性能的分析与优化研究

通过有限元分析软件LS-DYNA 进行碰撞仿真分析,研究了某新开发的微型客车的100%正面碰撞性能.根据相应的国家正碰法规CMVDR294和GB 11551-2003对仿真结果进行评价,发现正碰仿真中车架变形量、车门框变形量以及前壁板入侵量过大,不满足设计要求.针对上述问题,结合车身具体结构特性提出了车架结构优化方案.采用仿真技术进行优化方案的筛选和验证.验证结果表明优化方案有效地提高了车身、车架结构的抗撞性能.为此类微型客车正面碰撞性能的分析与优化提供方法和理论基础.     

基于连续响应表面法的汽车结构耐撞性仿真优化

汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车工业重要的研究内容.耐撞性的优化涉及到材料与结构的众多参数,传统的设计、仿真及碰撞试验往往只能在一定程度上改善结构的碰撞性能,而无法达到限定条件下的最优状态.为解决汽车碰撞的优化问题,文中采用连续响应表面方法,通过变量筛选技术和一阶线性响应表面模型,并结合非线性有限元程序进行全局寻优.汽车前端结构的耐撞性优化表明,该方法具有较高的精度和稳定性.     

前地板横梁在车辆侧面碰撞中的影响及其结构优化

借助于CAE前后处理软件HyperMesh HyperView及LS-DYNA,建立了国产某轿车的整车有限元模型,对其进行侧面碰撞仿真分析,得到了碰撞过程中的相关数据;通过改善前地板横梁零件结构和强度,改善侧面碰撞性能,满足侧撞法规要求。     

基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究

在我国汽车碰撞交通等故中,侧面碰撞事故占30%左右,而我国目前尚未实行相关法规,并且许多汽车企业也未进行相关研究,所以开展汽车的侧面耐撞性研究十分重要。针对国内某SUV车型,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95进行侧面碰撞模拟仿真,从碰撞变形、碰撞吸能以及关键点的加速度值进行分析、评价,对防撞杆进行结构优化研究,通过仿真计算,验征了发生碰撞时优化后的防撞杆结构在变形和吸能方面明显优于改进前的结构,提高了车辆的侧面耐撞性能以及驾乘人员的安全性。为今后开展汽车的侧面碰撞研究以及提高轿车侧面耐撞性能提供了可借鉴的方法。     

基于正面耐撞性仿真的轿车车身材料轻量化研究

以某轿车为研究对象,运用显式有限元理论,建立整车有限元模型,基于“汽车正面碰撞乘员保护设计规则(CMVDR294)”的耐撞安全性仿真,从满足整车正面耐撞安全性能的角度,分别采用高强钢和铝合金对车身主要覆盖件进行轻量化研究,使车身减质量分别达9.31 kg和53.10 kg,减质量效果达到11.30%和64.50%。对整车变形、整车与刚性墙的碰撞力、运动速度和加速度、主要零部件吸能等方面进行分析、评价,数值仿真验证了轻量化方案的可行性。     

热成型技术在提高汽车偏置碰性能中的应用

为了提高某车型的偏置碰性能,采用LS-DYNA分析软件,对该车型偏置碰性能进行仿真优化。在保证周边车身零件的搭接关系不变的前提下,在前纵梁Kickdown区域使用热成型板。结果显示:前隔板侵入量减小,保证了车内乘员在偏置碰中的生存空间,提高了车身偏置碰安全性能。     

The influences of the residual forming data on the quasi-static axial crash response of a top-hat section

In this paper the influences of residual effects of a deep drawing forming process on the axial quasi-static crash behaviour of straight thin-walled top-hat section were numerically investigated. The residual forming data on the plastic strains, residual stresses and thickness variations were transferred to crash models, which include both deformed and nominal meshes. The influence of spring-back or spring-in on crash performance of the member was also considered. Numerical simulations were carried out by using the nonlinear finite element code LS-DYNA. As a result of these analyses it appears that the residual forming data and the effects of spring-back significantly influence the crash response and they should be considered in computational impact simulations.     

轿车侧门碰撞强度仿真分析及优化

针对汽车侧面碰撞安全性问题,运用显式非线性有限元软件LS-DYNA对国产某轿车的侧门碰撞强度进行了仿真分析.通过对车门碰撞参数指标加以分析,得出该车门碰撞安全性较差,吸能效果不够理想的特点.利用改变车门内防撞板的结构和放置方式以及将材料由普通钢改为高强度钢的手段优化车门防撞强度.由改进前后的数值计算结果对比表明,优化后车门在侵入量,侵入速度,加速度以及吸能方面都得到了不同程度的改善,从而加强了车门碰撞强度,提高了汽车侧面碰撞安全性.     

A study to maximize the crash energy absorption efficiency within the limits of crash space

The design of an engine room is important to protect the passenger from a crash impact by improving the absorption of the crash impact energy. The side member in the engine room absorbs most of the crash impact energy when the vehicle experiences a frontal crash. The side member is of two types: hat and ‘U.’ Analysis of the extent of energy absorption and the mechanism of the side member are necessary through a collapse mode in various load conditions. In this study, the design of experiments was used for evaluating the characteristics of the absorption of crash energy by side members through design variables. First, crash analysis was performed by experiment number extracted from the design of the experiment. Then, using the results of crash analysis, multiple regressions were conducted and sensitivity analysis performed for each design variable. Finally, the optimum design was developed for maximizing the absorption energy per unit weight considering various boundary conditions. In the present study, as a basic step for modeling the fatigue behavior of an extruded Al alloy cylinder, the fatigue crack growth data of the alloy was collected in two orientations. Microstructural analysis revealed that the material had recrystallized grains and clusters of constituent particles aligned in the direction of extrusion. Fatigue life of the samples revealed a shorter fatigue life representing a higher fatigue crack growth rate in the transverse direction.     

基于仿真的车身侧面碰撞关键区域变形反求

侧面碰撞中,汽车与假人接触的关键区域的变形历程对于研究侧面碰撞中假人的保护很重要但基本上难以通过测量得到。提出用仿真验证的方法反求侧面碰撞关键区域的变形时间历程。根据中国新车星级评价规程(CNCAP)侧面碰撞试验测量得到假人各部位的响应、侧面碰撞关键区域最终的变形以及碰撞动画,通过调整建立的侧面碰撞仿真模型中关键区域的变形时间历程,最终使仿真计算结果与试验结果接近一致。     

面向侧面柱撞的微型客车耐撞性研究

基于侧面柱碰撞的理论,对比分析了微型客车与轿车的质心、结构及总布置对能量传递和车体结构耐撞性的影响,指出了微型客车结构的改进方向,并据此进行了微型客车侧面柱碰撞仿真分析和结构优化。研究结果显示,优化后微型客车耐撞性能得到显著提升,证明所提出的微型客车侧面柱撞优化方法是可行的。     

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。     

基于乘员损伤的汽车正面碰撞减速度波形优化

以车身减速度为研究对象,以乘员损伤指标为目标,对减速度波形进行简化并对其进行优化,为车身改进提供方向,实现车身耐撞性的正向设计。针对某款微型客车,在该车100%正面碰撞试验的基础上,利用乘员损伤分析软件建立了该车的正面碰撞乘员约束系统模型并对模型进行了验证。对该车的减速度波形进行了简化,以约束系统模型为基础,对简化减速度波形进行优化。针对特定的乘员损伤指标,优化得到了最优的车身减速度波形。为了提高计算效率,通过实验设计构建了乘员约束系统的Kriging近似模型的代替仿真模型。结果表明：该方法能更为合理地利用车身前部的压溃空间,为车身修改提供改进方向及目标,有利于车身安全性的正向设计,具有较强的工程实用性。     

高床大客车侧翻结构安全性仿真研究

建立全承载高床大客车车身的有限元模型,并通过仿真试验初步验证其有效性。在此基础上研究大客车在翻滚过程中的耐撞性及其上部结构对侧翻安全性的影响,并参照相关法规对高床客车结构安全性进行了评估。最后根据仿真分析结果,提出上部结构的合理改进方法,进一步的仿真分析验证了结构改进能有效地提高高床客车的侧翻安全性。     

车身冲压件匹配间隙评价过程中主成分方法应用

以主成分分析理论为基础 ,对车身冲压件的匹配状况进行计算、评价。在工程中应用此方法对某轿车前轮罩总成中前轮罩和前纵梁的匹配曲面进行分析 ,结果表明 ,该方法可以对前轮罩总成匹配状况做出合理的评价 ,为车身装配工艺的调整、改进提出理论根据。     

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。     

考虑顶压与侧碰安全性的轿车车身B柱结构优化设计

综合考虑车顶强度和侧面碰撞的安全性能,对某型轿车的B柱结构进行了优化设计。采用高强度钢结构和拼焊板技术将B柱内外板分成上下两部分进行焊接。将4块拼焊板的高强度钢选型和厚度作为离散设计变量,同时对材料成本、车顶最大承载作用力、B柱侵入速度和侵入量进行约束,建立了B柱结构优化的数 学模型。采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对B柱拼焊板结构进行了优化设计。结果表明：在材料成本基本不变的情况下,B柱结构总质量减小了13.8%,B柱侵入速度、侵入量分别减小了5.6%和3.8%,车顶承载能力提高18.53%,有效地提高了车顶强度和侧面碰撞的安全性能。     

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％.     

汽车前纵梁碰撞吸能特性的优化设计

为了使汽车前纵梁在碰撞过程中能够吸收更多的能量,针对前纵梁的不同断面形状、板厚、焊点间距和焊点直径等设计参数,建立了前纵梁碰撞的有限元分析模型,并利用有限元软件LS-DYNA和响应曲面优化算法,进行了碰撞模拟仿真和优化设计。结果表明,优化后的前纵梁的碰撞吸能特性得到了显著的提高。