显式有限元技术在车身薄壁梁结构件数值模拟中的应用

对汽车碰撞中车身主要吸能构件之一的典型截面的薄壁梁进行了动态仿真．介绍了动态显式有限元技术的基本理论,指出了薄壁梁构件仿真的关键技术,即接触碰撞算法和焊点的模拟,着重讨论了对焊点的处理情况,并在自主开发的程序中完成了整个仿真计算,最后将有限元仿真结果和试验结果进行了比较,可以看出应用该算法能够较好地模拟梁的屈曲变形情况,算法的有效性得以验证。     

下期文章摘要预报

碰撞模拟过程中焊点的影响高卫民 ,王宏雁 ,徐敦舸　　叙述了有限元分析中主要的焊点处理方式 ,提出碰撞模拟中常用的模拟方法 ,对常用的焊点模拟算法进行了分析 .以某国产轿车整车碰撞模拟为例 ,提出在碰撞模拟中必须考虑焊点断裂特性 ,否则将大大降低碰撞模拟的精度 .企业多元化战略选择的多维信号博奕模型李宇宏 ,沈荣芳 ,张显东　　运用博奕论及信息经济学中非对称信息下的信号博奕理论 ,建立了一个企业多元化战略选择的多维信号博奕模型 .通过对此模型的分离均衡分析 ,阐述了企业多元化的战略意义在于传递企业成本类型和市场需求类型以…     

跌落碰撞下球栅阵列无铅焊点失效分析

为探究板级跌落碰撞下球栅阵列(BGA)无铅焊点的失效机制,分别进行了3种不同高度下BGA无铅焊点跌落试验和染色试验,分析无铅焊点在跌落碰撞下的失效机制,并与前人结果加以对比.结果表明,在跌落碰撞下,无铅焊点的失效机制为靠近封装一侧的金属间化合物(IMC)界面脆性断裂,BGA无铅焊点失效的根本原因是机械冲击和电路板(PCB)的往复弯曲.     

基于KSII试验的焊点失效模拟研究

基于8-Hex实体单元束焊点模型,对部件试验中焊点的失效进行模拟.设计了一种KSII点焊试样试验装置,利用该装置分别进行KSII0°和KSII90°试验,确定焊点的失效剪切力和失效轴向力;对比分析了KSII0°试验和点焊搭接试验(Lap-shear)在测量焊点拉剪强度方面的差异;以KSII0°仿真和实验为基础,确定焊点材料属性中的弹性模量和切线模量.基于KSII试验确定的焊点失效模型,进行前纵梁的压溃实验及其仿真.结果表明,基于KSII试验的焊点失效模型有较高的模拟精度.     

无铅焊点鲁棒定位的灰度积分投影算法

针对自动光学检测系统因焊点定位不准确而导致的误判问题,基于灰度积分投影技术提出了一种焊点定位的鲁棒算法。首先对焊点图像进行预处理,利用焊点的颜色特征对图像进行二值化,将焊点从PCB图像中分割出来,然后分别利用焊点特征的水平和垂直灰度积分投影曲线,以焊盘窗内焊点像素的面积最大化为目标,找到焊点的定位坐标,以实现准确的焊点定位。另外,在算法中,通过引入Blob评价函数区分焊点与噪声,从而有效地减少噪声的干扰,提高了定位算法的鲁棒性。实验结果表明,对变化多样的Chip元件焊点,该算法具有较高的定位精度。     

一种焊点缺陷检测方法的研究

利用基于X射线所采集的图像检测BGA器件焊点在PCB板上所存在的缺陷.介绍了采用基于X射线焊点图像的检测方法,讨论了缺陷检测算法的实现过程,提出了焊点粗糙度的概念和计算方法,最后给出了实验结果,结果表明提出的检测方法在BGA焊点的缺陷检测中是有效的.     

复合球栅阵列CBGA封装器件热循环损伤的有限元模拟

用粘塑性的本构方程描述62Sn39Pb2Ag和96.5Sn3.5Ag两种常用焊料的材料模式，使用通用的有限元分析软件ANSYS模拟了CBGA（Ceramic Ball Grid Array）封装器件焊球阵列应力应变的分布以及塑性功的积累，基于Darveaux等人提出来的塑性能量积累损伤方程，从热循环损伤的角度考察了焊点的可靠性，并对单一焊点阵列器件和复合焊点阵列封装器件的性能进行了比较。     

图像处理技术在焊点检测中的应用

将图像处理技术引入PCB焊点检测中,对焊点进检测：用LOG算子进行图像滤波和增强,然后利用最优阈值法进行图像分割,接下来进行形态学处理,最后用颗粒分析获得目标特征参数实现焊点分析．经过试验表明,该系统操作简单,效率高,可以很好地实现对焊点质量的检测．     

程控交换机触发开关焊点的红外无损检测

初步探讨了焊点的红外检测规律,给出了物理模型,分析了焊点检测中各种本数的关系,并通过大量实验,找出了焊点的热分布曲线特征,为自动化在线检测提供了依据.     

基于微电子封装焊点超声图像边缘效应分析的可靠性无损评价方法

封装技术的集成化与小型化对封装内部焊点的无损评价方法提出了更高的要求。为研究微电子封装中焊点的可靠性问题,提出了一种基于微电子封装焊点超声图像边缘效应分析的可靠性无损评价方法。首先,设计并制造了装载有倒装芯片封装的试验样板,并利用热循环加速试验对样板进行老化处理。每4个试验周期,样板取出进行超声数据采集以监测焊点退化。其次,通过有限元仿真深入研究了超声波在电子封装内部的传播机制,建立了焊点超声图像几何特征与焊点实际物理特征之间的定性定量关系。在该理论基础上,提出一种焊点超声图像边缘提取算法,优化了焊点超声图像中心区域的定位。最后,通过焊点图像中心区域的亮度变化,确定了不同位置焊点的失效周期。利用均方根误差作为评价指标,将研究结果与以往方法进行了对比。结果表明：所提出的边缘检测算法在处理低质量焊点图像时,表现出显著的优势,具有良好的抗噪性能,能够得到清晰的单像素边缘;在焊点可靠性评价中,相较于以往的方法,均方根误差从137.11增强至41.23,检测精度提高了69.96%,大幅提升了焊点可靠性评价的准确性。这为微电子封装焊点的无损评价提供了有力的理论支持。     

汽车侧面碰撞有限元仿真建模

整车碰撞仿真是汽车被动安全性研究的关键技术和有效方法．应用美国ETA／VPG及LS—DYNA软件,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95,对国产某轿车汽车侧面碰撞车身抗撞性能进行了计算机仿真分析．文中介绍了整车有限元建模及侧面碰撞仿真的方法及经验,分析了材料与焊点的模拟方式、时间步长、刚体、自接触的定义等对计算结果有影响的建模因素,并将模拟计算结果与实际碰撞结果进行对比．通过仿真和试验结果的比较,车身变形、加速度波形以及车体的运动基本一致,从而验证了文中汽车侧面碰撞仿真的建模方法,为进一步研究侧面碰撞人体伤害以及车身侧面抗撞性能的改进奠定了基础．     

汽车车身碰撞性能的有限元仿真与改进

在碰撞仿真理论的指导下,以某型号小客车为研究对象,建立了整车正面碰撞有限元模型,并按照国家汽车安全法规CMVDR294的要求进行了整车正面碰撞试验的数值仿真,结果显示,与试验结果取得了较好的一致。根据仿真计算结果,对发动机罩及其铰链进行结构和材料两方面的改进设计,改善了发动机罩的变形吸能模式,在此基础上,为了更全面评价整车结构的耐撞性能,建立了整车偏置碰撞有限元模型,进行了偏置碰撞的数值模拟分析,计算了车身变形及其吸能特性。根据仿真计算结果,对前纵梁和前轮罩进行结构改进设计,提高了其吸能能力。     

汽车碰撞时间特性的仿真

随着汽车向高速化方向发展,对汽车的安全性要求越来越高,汽车在高速下的碰撞特性研究也就显得非常重要。文中讨论了汽车碰撞时车体的加速度、速度和位移的变化情况,给出了用于仿真研究的碰撞参数模型,并对汽车正面碰撞时车体的时间特性（加速度、速度）进行了仿真分析。     

基于物理引擎的汽车碰撞事故仿真系统

道路交通事故发生的时间短暂、原因复杂,使得人们难以掌握交通事故发生过程的破坏形式以及减少事故损失的方法。为了形象地模拟道路交通碰撞事故过程,清晰地展现破坏形式和碰撞能量,基于Quest3D虚拟现实平台,运用PhysX物理高阶引擎技术,针对交通事故中常见的两车碰撞开发了汽车碰撞仿真系统。结果表明,通过碰撞方式控制、相关参数控制、制动控制等多功能仿真控制,实现了白天、晚上、雨天、雪天等全天候下弹塑性三维碰撞模拟;渲染汽车碰撞过程中车身的凹陷、撕裂等破坏效果的同时,实现了实时输出碰撞速度、速度、动能、坐标向量、制动距离、角速度、角动量等定量化数据,为汽车碰撞事故的分析与重现提供了有利的仿真工具。     

长沙市湘府路大桥防撞护栏优化设计

为了得到满足防撞等级为SA级的长沙市湘府路大桥防撞护栏,根据国内新的护栏评价标准,采用计算机仿真的方法,对长沙市湘府路大桥防撞护栏的碰撞安全性展开了研究。以桥梁护栏尺寸参数为参考基础,以防撞等级为SA级的护栏为研究目标,以2种不同车型为研究工况,采用Pro-e建模以及VPG和Ls-dyna软件进行处理,联合运用正交试验设计方法,以小车纵横向最大加速度、纵横向最大速度以及客车最大横向偏移量为考核指标,对控制护栏形状的5个设计变量应用L16（45）正交试验表安排仿真试验,运用SPSS对仿真试验结果进行方差分析,找出各因素对结果的影响程度,再结合极差分析的结果[1]来确定大桥防撞护栏的最佳尺寸参数。并通过3种车型来验证其可行性,所得到的最佳尺寸组合是可行的且满足法规评定标准要求。     

基于UG的五轴机床碰撞仿真系统研发

针对目前五轴联动机床存在的空运行试切等问题,以DMU 70eV机床为例,分析其机床结构并研究碰撞仿真的原理及方法,基于UG系统研发了其碰撞仿真系统.实例验证表明,该系统能准确模拟机床加工过程真实情况,预见实际加工过程中出现的碰撞干涉问题并加以解决.     

方形梁碰撞仿真及试验应用研究

本文根据方形梁碰撞变形理论及仿真试验,研究了方形梁碰撞变形的影响因素,确定了台车碰撞试验中方形梁缓冲吸能装置的尺寸及组合.     

Frontal Crash Analysis of a Fully Detailed Car Model Based on Finite Element Method

This paper sets up a highly detailed finite element model of a car for frontal crashworthiness applications, and then explains the characteristics of it. The geometry model is preprocessed by Hypermesh software. The finite element method solver program selected for the simulation is LS-DYNA. After the crash simulation is carefully analyzed, the frontal crash experiment is aimed to validate the finite element model. The simulation results are basically in agreement with the experimental results. The validation of the finite element model is crucial for the further research in optimization of the automotive structure or lightweighting of the vehicle.     

一种高强钢动态力学特性测试方法与应用

介绍了一种利用液压伺服试验系统进行高强钢动态拉伸的试验方法,可以得到材料不同应变率下的应力应变曲线。经分析和处理,可以作为碰撞安全仿真分析的输入数据;并在实际的车型碰撞安全开发过程中证明了其有效性。试验结果表明利用高速液压伺服试验系统进行高强钢材料动态力学性能测试获得的数据稳定性和一致性好,可用于高精度的汽车碰撞安全仿真分析的数据输入。     

汽车保险杠碰撞的数值模拟

根据保险杠低速碰撞试验规范的要求,应用ANSYS/LS-DYNA软件进行汽车保险杠碰撞数值模拟仿真,得到变形、速度、加速度、碰撞力等特征参数,低速碰撞仿真中获得的这些参数可以作为保险杠结构设计的参考依据．利用台车进行保险杠的低速碰撞试验,对仿真结果与试验结果之间存在的误差进行分析,仿真和试验结果都表明简易型保险杠在低速碰撞过程不能充分发挥其缓冲吸能作用并且发生压渍失效,而改进设计后的缓冲吸能式保险杠具有较好的吸能特性和耐撞性能,在发生低速碰撞冲击时能很好地起到保护汽车其他元件的作用。