多锥型铝合金发动机罩盖的结构设计

针对轻量化设计中铝制梁式发动机罩盖在发动机盖到发动机舱之间的硬点距离小于75mm时,不能满足碰撞时行人安全保护的问题,设计开发了多锥形结构的铝合金发动机罩盖。运用非线性有限元法,在ANSYS中分别建立了行人头块、发动机罩盖内板和外板的有限元模型。对多锥型铝制发动机盖的性能进行了人-车碰撞仿真分析,结果表明:新设计的多锥型铝制发动机盖可以在发动机罩盖到发动机舱之间的硬点距离不小于62mm的情况下,可以满足行人碰撞安全保护,提高了人-车正面碰撞时汽车的被动安全性。     

基于C-NCAP正面碰撞发动机罩板的结构仿真分析

针对正面碰撞中发动机罩板结构进行仿真分析。发动机罩板是汽车正面碰撞中关键吸能部件之一,其变形吸能效果对碰撞车体侵入、保证车室完整保护乘员安全有重要影响。文中对3种不同结构的发动机罩板内板进行对比分析,通过ANSA软件对几何模型进行前处理,搭建碰撞有限元模型并计算分析。综合其变形及吸能效果及对其他部件影响等因素得出结论,结构A是其中的最优选择。     

某MPV车型后排约束系统对标和改进设计

为了减少汽车碰撞安全法规C-NCAP中的整车偏置碰撞试验ODB64对后排假人胸部的伤害,通过对第二排女性假人进行受力分析,和座椅泡沫刚度试验、安全带织带的拉伸试验、静态卷收器芯轴织带环绕拉出试验以及整车偏置碰撞试验,完成了仿真和试验的对标分析,并在仿真模型中改进了约束系统的限力装置,使假人的胸部伤害得到了较大改善,提高了该MPV车型后排乘员的安全保护性能。     

基于正面碰撞安全性的PHEV乘员约束系统的优化和实验

以某款Plug-in混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)的正面碰撞安全性为研究目标,针对设计结构和整车质量的变化可能导致原型车已经匹配好的乘员约束系统无法提供最优保护的情况,基于RBF神经网络算法,对PHEV的正面碰撞乘员约束系统的相关参数进行分析和优化,以降低假人头部、颈部和胸部的伤害值为目标,建立了PHEV的正面碰撞试验乘员约束系统仿真计算模型,通过仿真计算和实车正面碰撞试验,验证了优化后的乘员约束系统具有更好的被动安全性能。     

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.     

基于正面碰撞的商用车吸能结构改进

对于商用车整车正面碰撞安全性,国标主要考察两个部分:整车结构耐撞性与对应乘员保护,分别影响车身结构设计与约束系统开发,两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求。建立了汽车正面碰撞有限元模型,并对其进行验证。在建立的模型的基础上,使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析,综合评价了整车碰撞性能。针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题,选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象,进行了相应的结构改进。结果表明:改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线,为后期约束系统的开发奠定了良好基础。     

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。     

计算机仿真技术在汽车正碰安全性能改进中的应用研究

汽车的碰撞安全性直接关系到碰撞事故发生时司乘人员的生命安全，因此，加强汽车碰撞安全性的设计研究对汽车生产企业和汽车乘员都具有重要意义。将汽车碰撞的计算机仿真方法应用于实际车辆的开发研究之中，成功地模拟了实际道路上发生频率最高的整车正面碰撞，并着重对如何提高其碰撞性能进行了更深一步的数值模拟研究，取得了较好的效果。     

基于耐撞性可靠性优化的SUV车架改进

建立了SUV的车架和车身的有限元模型,针对40%偏置碰撞车架变形严重,车内乘员生存空间严重受到挤压的问题,提出了对车架各主要部件进行改进设计并在加强区域适当增加加强件,建立优化数学模型对前纵梁进行耐撞性可靠性优化设计。对改进和优化后的整车安全性进行碰撞仿真分析和实车实验验证,乘员生存空间得到明显的改善。     

基于25%小偏置正面碰撞的某乘用车前端结构改进设计

对比分析25%小偏置正面碰撞车体结构变形与正面全宽和40%偏置碰撞车体结构变形异同点。针对小偏置碰撞车体结构变形特点提出车体前端结构优化措施,优化措施包括结构改进与材料加强两个方面。对优化后的整车模型进行25%小偏置碰撞虚拟实验,结果表明车体结构优化效果显著,乘员舱侵入量明显减小。进行了正面全宽和40%偏置碰撞工况下的减速度波形验证,证明改进整车模型刚度配置合理,不会影响乘员约束系统的匹配。     

Improvement of energy-absorbing structures of a commercial vehicle for crashworthiness using finite element method

This paper describes the results of the frontal crash simulation of a commercial vehicle using the nonlinear finite element method. The dynamic responses of the vehicle during the frontal crash at 48.3 km/h and 8 km/h are presented. In the developing stage of the design the structure of the front longitudinal beam is optimized, hence the amount of energy absorbed increases greatly. In the test stage of the whole vehicle, the data of the simulation predict that the hinge of the engine hood would fracture during the crash. This fact has also been validated by the test. The failure of the engine hood hinge would be a danger to both the driver and the passengers. So, according to the simulation, the structure and material of the engine hood and hinge are modified. As a result the deformation mode of the engine hood is improved accordingly.     

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。     

汽车碰撞仿真与设计的最新进展和发展趋势

介绍了汽车碰撞仿真与设计的最新进展和发展趋势。内容包括作为模拟手段的计算程序的最新进展,新的缓冲材料的应用和模拟,大规模并行程序的编制和性能的增加,侧撞障碍物模拟,乘客模型（假人）,生物人体部件模型,碰撞仿真技术扩展应用到设备跌落试验和火星着陆舱的缓冲等。通过实例和试验,介绍了１０年来碰撞仿真技术的进展情况。     

含人体模型的轿车正面碰撞计算机仿真分析

以某车型轿车为对象建立了整车有限元模型,然后在此基础上集成了包括假人,安全带的乘员约束系统的有限元模型.按国家标准正面碰撞乘员保护的设计规则规定的试验条件,对整个集成系统进行了正面碰撞的数值模拟和分析,求解出了整车的位移、速度、加速度、能量及人体模型的伤害值,实现了对该车正面碰撞过程及碰撞性能的较全面且较可靠的评价.     

不同侧碰试验形态的车辆结构耐撞性研究

基于侧面碰撞对乘员伤害的严重性,应用计算机仿真方法开展轿车侧面碰撞研究,通过对车身侧面结构变形、能量响应、加速度响应、乘员逃生空间等方面的深入分析,揭示不同侧面碰撞形态的碰撞特性,并据此提出了相应的改进措施。结果表明:与车对车侧面碰撞相比,车对障碍物侧面碰撞增大了对乘员造成更严重的损伤的风险,对车身的耐撞性提出了更高的要求,通过提高门槛梁、地板横梁强度可以有效的提高车辆抗柱撞的车身结构安全性。     

基于RADIOSS的复合材料发动机罩行人保护研究

为研究复合材料发动机罩对行人头部的保护性能,以某车型发动机罩为例,建立了行人头部撞击复合材料发动机罩的有限元模型.利用RADIOSS求解器开展头碰分析,并将各头碰撞击点的加速度-时间曲线和HIC值与铝质机罩结构进行对比.对比结果表明:使用复合材料的发动机罩理论上能够满足行人保护需求,同时整体质量相比铝质发动机罩会更轻,...     

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。     

Application of Hot Forming High Strength Steel Parts on Car Body in Side Impact

Lightweight structure is an important method to increase vehicle fuel efficiency.High strength steel is applied for replacing mild steel in automotive structures to decrease thickness of parts for lightweight.However,the lightweight structures must show the improved capability for structural rigidity and crash energy absorption.Advanced high strength steels are attractive materials to achieve higher strength for energy absorption and reduce weight of vehicles.Currently,many research works focus on component level axial crash testing and simulation of high strength steels.However,the effects of high strength steel pans to the impact of auto body are not considered.The goal of this research is to study the application of hot forming high strength steeI(HFHSS)in order to evaluate the potential using in vehicle design for lightweight and passive safety.The performance of HFHSS is investigated by using both experimental and analytical techniques.In particular,the focus is on HFHSS which may have potential to enhance the passive safety for lightweight auto body.Automotive components made of HFHSS and general high strength steel(GHSS)are considered in this study.The material characterization of HFHSS is carried out through material experiments.The finite element method,in conjunction with the validated model is used to simulate the side impact of a car with GHSS and HFHSS parts according to China New Car Assessment Programme(C-NCAP)crash test.The deformation and acceleration characteristics of car body are analyzed and the injuries of an occupant are calculated.The results from the simulation analyses of HFHSS are compared with those of GHSS.The comparison indicates that the HFHSS parts on car body enhance the passive safety for the lightweight car body in side impact.Parts of HFHSS reduce weight of vehicle through thinner thickness offering higher strength of parts.Passive safety of lightweight car body is improved through reduction of crash deformation on car body by the application of HFHSS parts.The experiments and simulation are conducted to the HFHSS parts on auto body.The results demonstrate the feasibility of the application of HFHSS materials on automotive components for improved capability of passive safety and lightweight.     

后悬对正碰车身加速度的影响研究

针对同一车型的高配车与低配车正碰法规试验结果差异明显的情况,应用有限元仿真技术,进行了时间分解、空间分解、碰撞力分解,绘制了正碰耐撞性能图谱,对造成试验结果差异的后悬总成进行子系统动态分析,研究结果表明,发动机前置后驱式车辆的底盘传力对正碰有重要影响,五杆螺旋弹簧式后悬比钢板弹簧式后悬纵向刚度更大,导致第二时间段内高配车车身加速度明显高于低配车,在此基础上提出了相应的解决方案。