薄壁管的横向吸能性能数值分析

薄壁管的横向吸能性能是车辆被动安全保护结构设计需要考虑的重要问题。通过对不同结构类型的薄壁管结构进行数值模拟分析,为薄壁管结构横向吸能设计提供参考数据。计算结果表明,(1)管截面形状影响薄壁管的横向吸能行为,对比不同截面的横向吸能行为,97 mm×60 mm×50 mm尺寸的方管在撞击稳定性和吸能量方面具有较大优势;(2)预变形结构能够提高薄壁管在撞击过程中吸能稳定性,但无法提升吸能量;(3)排叠结构能够同时提升结构在撞击过程中的吸能稳定性和吸能量。     

汽车侧面碰撞响应与乘员保护分析

针对我国实施的侧碰安全法规进行汽车有限元模型的侧面碰撞模拟,对模拟计算结果显示的汽车侧面碰撞变形、能量吸收状况以及驾驶室内假人的速度、加速度等的动态反应进行探讨与分析,总结汽车侧面碰撞时汽车吸能状况对假人承受撞击后的损伤影响,以上分析结果可作为汽车安全设计的参考,同时也可为处理侧面碰撞交通事故提供依据.     

基于LS-DYNA的曲柄连杆式吸能防护装置设计

本论文运用曲柄连杆的运动原理，并与吸能装置相结合，设计出了一种能够充分吸收碰撞能量并且可以有效防止追尾汽车钻撞的载货车后部防护装置。本装置可通过曲柄摆动、吸能杆收缩、装置的塑性变形等多个环节来实现吸能、防钻撞的目的，并通过ANSYS／LS—DYNA仿真软件对该装置进行碰撞分析，验证了该装置在一定速度碰撞范围内的可行性。曲柄连杆式吸能防护装置的设计分析为载货汽车后部防钴撞装置的研究提供了一个有价值的理论依据。     

汽车车身结构的布设与安全性研究

介绍了在汽车碰撞事故中，车身不同部位的刚性对其安全性有不同的影响，提出了合理的车身刚性设计结构，即前后部为弹性中部为刚性结构，并应用有限元法建立汽车发生碰撞时能依靠车体的变形来吸收能量的模型，试验证明，在边梁上布置凸、凹台可以很好地吸收碰撞能量，简述了几种安全车身结构的设计。     

不同构型吸能元件的轴向抗撞击性能分析

在传统薄壁方管的基础上,结合结构形态及其功能型要求,给出了多胞元吸能元件构型。利用三维有限元模型对重量相等的不同构型结构进行了碰撞数值分析。考察了结构材料的应变率效应对吸能元件的吸能能力的影响。通过比较撞击过程中吸能元件所吸收的能量、变形模式等发现:多胞元方管表现出良好的抗撞击性能。数值模拟结果为今后抗撞击结构部件的设计和改进提供了参考依据。     

圆孔拉刀式吸能器吸能特性的研究

根据轨道车辆吸能器的吸能要求和金属切削过程吸收能量的原理,提出一种用于轨道车辆的新型切屑式吸能装置-圆孔拉刀式吸能器。在此基础上对圆孔拉刀式吸能器进行初步的结构设计。并利用ANSYS/LS-DYNA对该切削式吸能装置不同的结构和材料以及切削厚度进行了仿真分析,得到了该装置在撞击过程中切削力的时程曲线。并对圆孔拉刀吸能器的吸能效率进行评估,指出了圆孔拉刀式吸能器的可行性,为进一步探索圆孔拉刀式吸能装置的吸能特性提供指导作用。     

履带推土机的安全装置

1．翻车与落物保护装置在推土机发生倾翻或石块等物从高处落到驾驶室的顶部时,此装置能有效地保护驾驶员的人身安全。因此要求该装置既要能承受一定的力,又要能吸收一定的能量,既要有一定的刚性结构以抵抗冲击力,又要有一定的塑性变形能力,使之能吸收冲击能。在试验验证其性能时,是将一落锤以一定的势能撞击驾驶室顶部,其变形量不能达到其挠曲极限量(DLV),即在达到DLV之前能吸收全部的冲击能。     

端部吸能结构在铁路客车上的应用

铁路客车发生碰撞时,最先接触的端部容易损坏,并沿着车体向客室传递,给乘客带来了很大安全隐患。文中在接触碰撞的端部设计一种新型吸能结构装置,通过这种吸能装置可以吸收碰撞产生的能量。通过吸能材料性能和结构的理论分析,冲击产生的能量转变为吸能装置的变形,产生了极大的缓冲。通过研究表明该吸能装置具有良好吸能效果,实现了对乘客的良好保护。     

一种弹簧变形与刚性位移组合的缓冲装置

讨论了一种弹簧变形与刚性位移组合的缓冲装置,其基本原理是将吸能弹簧架在一个移动活塞上,让弹簧受力变形并使其同时作刚性移动。其中,活塞的移动速度通过液流腔的流量控制,达到了延长冲击时间和减缓冲击力的目的。通过试验研究发现,设计的缓冲装置能成倍的提高缓冲能力。由于装置的缓冲机构为纯机械式,且流控介质为普通水,所以,这种缓冲装置特别适用于水下大质量物质的碰撞问题。     

平头汽车碰撞吸能器的结构设计与试验

为平头汽车设计的碰撞吸能装置由正面弧形缓冲板、纵向吸能器等部件组成，对核心部件纵向吸能器的两种结构设计方案进行了实物碰撞试验。通过分析碰撞试验取得的影像及加速度曲线等数据，掌握了纵向吸能器的有关技术参数。试验表明：由于特殊的结构设计，在发生碰撞时，内部填充阻尼材料的吸能器能够有效吸收碰撞能量、延长碰撞冲击时间。     

一种新型吸能装置的轴向耐撞击性能分析

基于传统吸能元件薄壁圆管的结构形态及其功能型要求,给出了一种端部带翻转模的新型吸能装置。在薄壁圆管直径和长度给定的前提下,通过改变翻转模诱导半径和管壁厚度,诱发了圆管在轴向冲击荷载下的四种变形模式,并对其中翻转变形模式进行了深入分析,考察了应变率、惯性效应和几何参数对其耐撞击性能的影响规律。有限元计算结果表明,发生翻转变形模式的薄壁圆管荷载-位移历程较平稳,总效率较高,具有较优异的轴向耐撞击性能;材料的应变率效应、翻转模半径与管壁厚度之比(r/t)、管壁厚度与圆管直径之比(t/D)对撞击荷载有较大的影响,而圆管自身的惯性效应对撞击荷载的影响较小。数值模拟结果为耐撞击结构部件的设计提供了参考依据。     

地铁车辆车钩缓冲装置吸能特性分析研究

通过对车钩缓冲装置吸能特性分析，确保了车钩缓冲装置在车辆发生撞击时达到了有效安全保护作用。     

基于非线性回归分析的保险杠横梁优化设计

通过优化汽车保险杠的横梁结构,提高了汽车的碰撞安全性。用ABAQUS软件应用有限元法对9种不同的设计方案进行仿真计算,然后利用MATLAB对模拟数据进行非线性回归分析。通过拟合方程对钢壁厚度和轮廓半径进行优化,当汽车以时速8.0467km/h(参照IIHS低速碰撞法规)碰撞刚性壁障后,保险杠系统在最大变形和应力限制内单位质量吸能(比吸能)最大,提高保险杠低速碰撞时的耐撞能力。     

基于ASME RT-2标准的地铁吸能装置设计及仿真验证

为保证列车在发生碰撞时前端次要部位尽可能吸收撞击能量，减小主体结构的碰撞损伤，轨道车辆前端设有吸能结构以提高车辆的被动安全性，保证乘客和司机的安全。首先，对比了国内外不同碰撞标准对于碰撞条件的要求，总结出各标准在撞击场景和撞击障碍物方面规定的异同。其次，选取严苛的ASME RT-2标准作为设计输入条件，设计了两种吸能结构方案，其结构主要包括压溃元件、端梁和角柱等，通过Ls-Dyna对两种方案进行了仿真计算，计算结果表明，两种方案吸收能量均超过1.22 MJ。最后，对其中一种二级压溃吸能结构进行了碰撞试验，验证了仿真计算方法的有效性，验证了该结构能够满足ASME RT-2标准的要求。     

直纹管扩径式吸能构件设计与吸能特性

为提高防冲支护设备的抗冲击性能,设计了一种直纹管扩径式吸能构件。采用数值模拟与实验相结合的研究方法。研究了吸能构件增大壁厚之后的力学性能及吸能效果。通过理论分析计算出吸能构件的平均载荷及吸收的能量,再通过实验验证。结果表明：在发生屈曲变形过程中,随着吸能构件壁厚的增加,吸能构件的支撑反力及吸收能量也随之增加,吸能构件在屈曲变形过程中具有稳定的扩径变形模式,是防冲支护领域中较为理想的吸能构件。     

民用飞机客舱地板下部吸能结构坠撞特性评估

先对民用飞机客舱地板下部结构进行了坠撞响应分析,获得了该结构的原始坠撞特性;通过对结构变形模式及各个部件对撞击能量耗散情况的分析,提出了提高结构吸能特性的具体措施。数值仿真结果表明:该措施可有效控制结构的变形模式及降低初始接触刚度,提高了结构的吸能特性。制造了一个典型机身下部吸能结构试验件,并进行了垂直坠撞试验。试验结果与仿真分析结果存在较大偏差。通过对试验结果的分析,发现了仿真模型中一些被忽略的细节以及试验件制造过程中的工艺细节等是引起偏差的主要原因。通过对模型的修正,分析结果与试验结果吻合较好。     

货车后部吸能装置的设计及全宽碰撞仿真

根据载货汽车后部不具有阻挡和缓冲吸能等缺点,现设计一种车载式可拆装货车后下部防钻撞保护装置。该装置具有机械剪切型的吸能方式,主要用于高速公路上货车被迫停驶时,防止后部车辆(尤其是轿车)发生追尾钻撞事故。利用PRO/E和ANSYS/LS-DYNA软件对其进行了实体建模和仿真。仿真结果表明:该吸能装置可以分解一次性碰撞的巨大能量,逐渐减小碰撞力并吸收其能量,避免轿车追尾钻入货车下部。并在此基础上,针对全宽碰撞仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了一些改进措施。     

轿车结构耐撞性分析与改进

根据汽车碰撞模型,在整车仿真平台上,提出改善汽车正面撞击耐撞性汽车吸能结构改进方案,并对改进后结构进行碰撞仿真分析,通过与原结构仿真结果及实车碰撞试验结果对比,验证结构改进对改善汽车碰撞安全性能有效性,探索出一条能够改善汽车正面撞击的结构耐撞性有效途径.     

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。     

可调节、吸能式转向管柱设计

随着汽车市场的发展，微型汽车的驾驶舒适性和安全性要求日益提高。根据这一市场变化，我们在原微型汽车管柱的基础上，开发设计出可调节转向盘位置并具有防碰撞、吸能性能的转向管柱。该转向管柱可使转向盘的位置在一定范围内上下调节以适应驾驶员的操作习惯，提高驾驶舒适性，又能在汽车发生正面碰撞时，沿车体纵向阻尼收缩，吸收部分撞击能量，缩短微型汽车正面碰撞时转向盘后移尺寸，降低了驾乘人员受伤害的程度，从而提高了微型汽车驾驶舒适性和被动安全性。