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。     

汽车安全技术前瞻

未来新一代汽车的安全理念是在不增加车重、不影响实用性、不削弱驾驶者自主控制的前提下,能够有效预防事故发生,而在事故发生无法避免时能够显著降低对驾乘人员的伤害。在此,笔者罗列了几项前所未见的安全技术。预防性安全车身结构该技术是用来应对侧面碰撞用的,藏在车门内部的防撞梁平时就像一张被卷起来的充气垫。而一旦侧面雷     

汽车前防撞系统的结构设计与优化

为解决汽车低速正面碰撞时,防撞梁变形过大超过极限空间,吸能盒吸能不足等问题。重建汽车前防撞系统原始结构,利用混合元胞自动机对其实施碰撞拓扑优化,获得了最佳的材料分布,将防撞梁设计成截面为"目"字形的铝型材,并带有侧翼加强的吸能盒新结构。对新结构方案进行三维模型重建,并将其参数化,搭建了基于ISIGHT优化平台,对设计变量自动寻优求解。研究结果表明:新结构设计方法可以得到合理的前防撞系统形状和尺寸,提高汽车低速碰撞的耐撞性指标。     

某型卡车车门钣金结构设计

本文以某型卡车车门钣金结构为设计对象,以车门的强度和刚度为设计准则,对车门的主体钣金结构进行设计,并使用CATIA软件搭建其三维模型。车门防撞梁是保证车身侧面安全的重要构件,根据碰撞过程和碰撞位置,对车门防撞梁受力分析计算后,采用ANSYS软件对其进行线性静力结构分析,得到其受力变形区域的应力和应变情况。仿真结果显示,该型防撞梁在碰撞仿真中无明显的应力集中区域,形变量满足国家法规要求,不会发生断裂而失去作用,满足安全设计要求。     

汽车前防撞梁的耐撞性与轻量化优化设计

为改善汽车的耐撞性、提升汽车的轻量化程度,从结构改进的角度对汽车前防撞梁进行优化设计。建立汽车前防撞梁正面100%碰撞模型,以前防撞梁横梁和吸能盒厚度为设计变量,以碰撞力峰值作为约束条件,构建以前防撞梁总成吸能量最大化、质量最小化的多目标优化模型。采用哈默斯利法进行试验设计,通过拟合得到近似模型。近似模型与仿真值误差不高于5%。采用全局响应面法对多目标问题进行优化,得到Pareto最优解集。结果表明,优化后前防撞梁吸能量提高了15.8%,质量降低了6%,碰撞力峰值降低了20.3%,比吸能提高了23.1%。优化设计显著改善了汽车的耐撞性并提升了汽车的轻量化程度。     

汽车后防撞梁安全性能分析及优化

以某三厢轿车为对象,建立了其含假人的碰撞有限元模型,通过100%正面碰撞试验验证了模型的有效性。根据GB 20072—2006和实际生活中的追尾情况,建立了汽车-壁障和汽车-汽车两种追尾碰撞模型,对每种模型分别进行安装和未安装后防撞梁两种情况下的碰撞进行仿真分析。结果表明,未安装后防撞梁时,汽车后部结构变形大幅增加,后排乘员损伤增加,且汽车-汽车形式的追尾碰撞比汽车-壁障追尾碰撞更为严重。采用移动最小二乘响应面法建立预测模型,结合自适应响应面法对汽车后防撞梁的厚度进行优化匹配,有望实现后防撞梁的轻量化和改善后排乘员的损伤情况。     

泡沫铝填充结构汽车车门防撞梁侧碰安全性仿真研究

采用Hyperworks和LS/DYNA有限元软件,研究了泡沫铝填充结构对汽车车门防撞梁的侧碰安全性。根据现有空管防撞梁结构设计了填充结构车门防撞梁,分别对泡沫铝填充结构的车门防撞梁和空管防撞梁的侧碰行为进行数值模拟,分析两种防撞梁的变形云图和侵入速度-时间曲线。研究结果表明,与空管防撞梁对比,泡沫铝填充结构防撞梁变形量小,具有更好的碰撞吸能性,在提高汽车安全性方面有良好的应用前景。     

汽车防撞安全系统技术受行业关注

<正>为最大限度地减少汽车碰撞事故发生、维护驾乘人员生命财产安全、提高中国汽车制动技术核心竞争力、加快汽车高新技术装备市场化合作推广,2015年7月31日,中国汽车工业协会制动器委员会和上海市汽车工程学会联合组织了"汽车防撞安全系统技术运用研讨会"。来自全国13个汽车与制动器制造厂的80余名专家,共同见证了河南护航实业股份有限公司创造的时速120 km/h汽车主动防撞技术,正式打破国外同类产品时速不能逾越70 km/h的技术障碍,标志着我国汽车主动防撞技术跨入世界先进行列,汽车安全领域也将迎来智能防撞新时代。     

基于LS-DYNA的车门防撞梁碰撞仿真分析

利用有限元软件LS-DYNA,对BR1500HS高强钢车门防撞梁的侧面柱碰撞工况进行仿真,得到了车门防撞梁的变形规律,可为车门防撞梁的设计和生产提供参考。     

防撞梁在汽车碰撞中的性能要求及评估方法研究

为了高效评估防撞梁系统变化对整车碰撞性能的影响,基于整车正向开发流程,创新定义了防撞梁系统在整车碰撞中的性能要求,创建了防撞梁系统变化对汽车整车碰撞性能影响的等效评估方法。即从材料参数、材料高速拉伸性能、CAE分析、子系统试验4个方面进行评估和对比,可有效判断防撞梁系统的差异性及对整车碰撞性能的影响。通过研究某平台汽车铝前防撞梁原材料供应商切换对整车碰撞性能的评估案例,验证了等效评估方法的有效性,避免了整车碰撞验证,提升效率,降低费用。     

汽车主动防撞系统设计研究

随着我国汽车保有量的增加,对汽车的安全性有了更高的要求。为了提高汽车行驶的安全性,在汽车设计时会研究防撞系统。汽车安全性设计可分为主动安全和被动安全,主动安全设计为可避免汽车发生安全事故,被动安全设计为在汽车发生安全事故时能够确保驾乘人员的安全性。现阶段我国汽车安全设计主要以被动安全设计为主,随着安全需求的提升,主动安全设计成为汽车设计发展的重要趋势。文章主要对主动防撞系统研究开发进行分析,目的在于尽可能的避免事故的发生。     

基于汽车侧面碰撞安全性B柱结构优化设计

侧面碰撞是重要的汽车安全性评价指标,在汽车发生侧面碰撞时,B柱结构起到重要的缓冲吸能和保护乘员的功能。基于碰撞法规,对汽车侧面碰撞进行分析,采取补丁板结构对B柱进行优化设计。根据侧面碰撞工况特点,建立B柱、安装支架、台车等组成的碰撞模型,对比不同速度下B柱各测点的侵入量、侵入速度和变形量的变化;基于分析结果,对补丁板结构进行设计;对比分析优化前后各参数的变化;将设计方案应用于某车型的优化设计,并进行试验验证。结果可知:在B柱碰撞变形关键区域增加补丁板进行局部强化,B柱其它区域不做强化处理的方法实现轻量化设计;采用补丁板结构的B柱设计可在降低侧面碰撞侵入量的同时实现B柱轻量化效果,较原设计重量减轻29.2%,各位置测量点的侵入量最高减少18.6%(D4位置);将该补丁板结构应用于某车型改进设计,仿真计算与试验侵入量相对偏差小于5%,改进B柱结构后的轿车碰撞仿真模型也较为准确,侧面碰撞试验中改进后的被试品轿车各项乘员安全评价指标全部达到法规要求;对比结果表明设计方法的准确性,为同类设计提供重要参考。     

基于ABAQUS双U型前防撞梁热冲压成形过程的温度场数值模拟

采用ABAQUS软件对汽车前防撞梁的热冲压成形工艺进行了热力耦合数值模拟分析,建立了22MnB5高强钢的热弹塑性有限元模型,计算了不同模具温度下防撞梁的温度场。结果表明,防撞梁在淬火过程中,其温度呈快速降低趋势,淬火结束时防撞梁的温度为42.6℃～243℃,工件的温度和临界冷却速度都能满足马氏体转变的要求,防撞梁淬火后组织为马氏体。模具的温度对防撞梁热成形后的温度场分布有较大的影响,模具温度为25℃～60℃时可满足企业高效率生产的要求。     

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.     

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。     

微型客车车门耐撞性的有限元仿真与改进

使用有限元法对某微型客车前门进行了侧面碰撞仿真分析.利用在Hypermesh中建立的车门碰撞有限元模型,在LS-DYNA中求解得到碰撞发生时的能量变化及车门变形情况.通过对计算结果的分析,得出该车门耐撞性不足的特点.通过在车门内部布置防撞梁来改进其耐撞性.改进前后的分析结果对比表明,防撞梁吸能效果优异,可以有效地提高车门的碰撞安全性.     

利用三点抗弯评估汽车B柱的抵抗变形能力

汽车B柱一直是汽车侧面碰撞中主要的承力部件,对于汽车侧面碰撞情况中B柱一直是主要的优化对象,优化内容大多包括材料或者结构。对于汽车碰撞这种大变形大位移的情况,部件的抵抗变形能力在很大程度上反应了该部件的防撞能力,对于优化材料利用三点抗弯可以很好的评估其抵抗变形能力从而判断其防撞能力,这种方法的优势在于节省人力物力,既节省了时间也评估了抵抗变形能力。     

基于Radioss的SUV低速碰撞耐撞性分析及优化

为满足低速碰撞法规要求并减轻SUV车型的质量,基于Hypermesh建立碰撞仿真有限元模型,采用拉丁超立方试验设计方法开展优化设计,并提出改进措施。结果表明:前防撞梁与碰撞器的碰撞头不相对错开,有利于保护散热器和水箱;优化后,车型在各工况下均满足国标要求且实现了轻量化,达成了该车型在详细设计阶段预定的目标。     

基于碰撞相容性原理设计的智能防撞梁

为了在不同碰撞条件下,都能最大限度的减少碰撞事故中的伤亡人数,分析现有吸能式防撞梁的基础上,提出一种基于碰撞相容性原理设计的智能防撞梁。所述智能防撞梁包括探测器系统,楔形减能栓组系统,电气控制系统,磁流变阻尼器系统,在发生碰撞时,探测器系统将采集到相关信号传输到电气控制系统运算,电气控制系统控制磁流变阻尼器其他的励磁电压,改变阻尼,同时切割楔形减能栓组从而达到多层次智能吸能的目的。     

CFRP汽车防撞梁结构/材料一体化优化设计

针对复合材料汽车防撞梁结构布局和层合板铺层优化问题,提出以防撞梁强度最大为目标,宏观结构与层合板铺层角为变量的结构/材料双尺度优化设计方法。结构层面采用B样条对防撞梁轮廓曲线进行参数化表达,并改变防撞梁截面关键尺寸,构建几何模型;材料层面考虑铺层角对层合板性能带来的影响,采用0°、±45°、90°四种标准铺层角进行铺设。通过自适应遗传算法对结构与材料两个层面的设计变量进行初始化,实现了适用于复合材料汽车防撞梁的结构/材料一体化优化设计。结果表明:防撞梁结构的强度较优化之前升幅为81.41%,且最大等效应力下降至64.885MPa,小于CFRP材料的极限强度,优化结果达到预期效果。