格栅吸能式汽车保险杠的设计与试验

开发了一种格栅吸能式汽车保险杠,采用格栅反向锁定结构,当汽车保险杠发生碰撞时,该结构能够把碰撞点的撞击能量迅速吸收、分解并传递给整个保险杠。通过静态加压和台车低速正面碰撞试验,证明采用格栅式反向锁定结构可以提高保险杠在低速碰撞中的吸能作用。格栅吸能式保险杠结构紧凑,安装空间小,推广方便。     

基于汽车低速碰撞的尾部安全性能分析和改进

中国城市的交通比较拥堵,汽车在日常行驶中常发生倒车、追尾等事故,造成汽车后保险杠甚至车体损伤.针对汽车低速尾部碰撞事故,本文建立了汽车整车有限元模型,从吸能和对车体的保护角度评价保险杠系统的保护能力.根据仿真结果,将保险杠横梁的材料选为高强度钢,对保险杠系统的碰撞性能进行改进.结果表明,改进后的保险杠系统不仅满足碰撞法规要求,而且实现了减重45%的轻量化目标.     

汽车保险杠低速碰撞安全性能优化

介绍了最新的国际汽车维修研究理事会《保险杠碰撞试验规程》及其评价指标。针对某厂商提供的保险杠模型,在仿真软件LS-DYNA中对其低速碰撞安全性能进行了分析。分析结果表明:该保险杠发生折弯失效,不能满足RCAR评价指标,需要进行改进。通过探索保险杠防撞横梁和吸能盒壁厚对其安全性能的影响,得到了两者的最佳组合方案,显著改善了保险杠性能。随着防撞横梁壁厚的增加,保险杠的安全距离逐渐增加;随着吸能盒壁厚的减小,保险杠的吸能总量逐渐增加,但安全距离逐渐减小。     

基于材料匹配的汽车保险杠多目标优化

汽车前保险杠在RCAR正面40%低速碰撞中及与行人下肢碰撞中起着吸能与缓冲的作用,汽车保险杠的刚度对于满足RCAR等级评价及行人下肢保护两种性能都有很大的影响.综合考虑行人下肢保护法规与RCAR的要求,以材料为变量进行正交试验设计,分别采用响应面法和综合平衡法对汽车保险杠进行多目标优化.研究结果表明,响应面法能够很好地表征材料屈服强度与各个目标值之间的关系,综合平衡法能更好地解决离散的、变量少、水平数少的多目标优化问题.经优化后,汽车保险杠的整体性能得到了提高.     

汽车碰撞事故缓冲吸能装置设计

本文在系统地研究了国内外汽车碰撞缓冲吸能方法的基础上，通过在车辆纵梁和前保险杠之间安装一套可伸缩的缓冲吸能装置，以实现在碰撞前将设计安装在原吸能梁中的辅助吸能梁及保险杠的中段伸出车外并将其限位，使其参与碰撞吸能，达到增加吸能空间，延长碰撞时间历程的效果。该装置具有结构简单紧凑、成本低廉、可靠性强等优点，具有重要的研究意义和实用价值。     

轿车保险杠低速碰撞试验研究

轿车在低速碰撞过程中经常造成人员的伤害．为了准确评估这种伤害的严重性和保险杠的耐撞性，根据SAE J2319标准建立了用于评估轿车保险杠低速碰撞性能的摆捶式碰撞试验装置和相应的数据采集系统．采用一种新的摆捶对固定保险杠碰撞的简化试验方法，运用等效能量法分析和推导了对固定安装保险杠碰撞试验的摆捶初始碰撞速度等效转换关系．通过某型轿车保险杜低速碰撞过程的计算机仿真和试验研究，验汪了摆捶低速碰撞试验的有效性；分析了影响仿真结果与试验结果一致性的主要原因，指出了减少试验误差的有效途径．     

复合材料防撞梁低速碰撞的研究与多目标优化

复合材料在汽车车身上的使用是实现汽车轻量化的一个十分重要的途径,而防撞梁对于汽车及人员安全起着重要的作用。首先,建立保险杠有限元模型及低速碰撞仿真模型;其次,分析比较传统材料与碳纤维复合材料的防撞梁在偏置和正面碰撞工况下的应力、位移量、碰撞力峰值和比吸能的性能指标;最后,对碳纤维复合材料防撞梁的铺设层数和其余部件的厚度作为设计变量,通过实验设计(DOE)筛选试验点,采用移动最小二乘法创建质量和碰撞性能指标响应面模型,进而利用多目标遗传算法对该模型进行求解并选取最佳结构方案。结果表明:优化前碳纤维复合材料的比吸能比传统材料钢提高了34.8%,质量减轻了27.1%;优化后的复合材料在两种工况下碰撞力峰值较优化前均降低,保险杠的质量从原来的3.653 kg减至3.145 kg,降低了13.9%。     

某商务车保险杠低速碰模型的建立与分析

在低速碰撞过程中,保险杠发挥了举足轻重的作用。本文以动态显式有限元算法为基础,采用hypermesh及oasys软件建模对汽车前保险杠开展了低速碰撞安全性研究。     

吸能盒在低速撞击情况下的仿真与分析

以吸能盒的低速正面碰撞试验为例,利用Hypermesh软件建立了由壳单元组成的吸能盒有限元模型,应用LS-DYNA软件进行了正面碰撞的模拟,结果与试验以及理论数据对比,验证了仿真模型的可靠性.根据试验和仿真结果,确定了吸能盒结构耐撞性方面的影响因素,以此改进吸能盒耐撞性的方法.     

基于ABAQUS的保险杠低速碰撞的仿真研究

以某轿车为例,利用三维建模软件CATIA建立保险杠系统及碰撞器的三维仿真模型,HYPERMESH作前处理软件、有限元分析软件ABAQUS作求解器,根据欧洲的ECE-R42法规要求对轿车前保险杠进行正面低速碰撞仿真分析,得到了整个碰撞过程中保险杠系统的变形过程及应力分布情况.并对模拟结果进行了分析,总结了建立仿真模型的经验.对深入研究保险杠及整车碰撞仿真具有重要的参考价值.     

面向刚度曲线的汽车前保险杠缓冲块优化设计

汽车前端结构刚度的合理设计可以有效改善行人保护性能,以刚度曲线为目标,利用结构优化方法对保险杠缓冲块进行了结构优化设计。对某乘用车前保险杠进行冲击实验,建立前保险杠与刚性柱碰撞的有限元模型,对比仿真和实验得到的刚度曲线,验证了有限元模型的准确性。为了使保险杠区域的刚度曲线达到理想刚度曲线的要求,以缓冲块的材料刚度和几何形状作为设计变量,将保险杠刚度曲线与理想刚度曲线所围成的面积最小化作为目标,采用自适应响应面法进行优化求解。结果表明,优化后的材料刚度和几何形状所对应的保险杠刚度曲线与理想刚度曲线比较接近,能够满足行人保护的要求。     

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。     

低速撞击下矩形板动态断裂试验及数值仿真

在矩形板锥形冲头撞击试验的基础上,引入Johnson-Cook本构模型和失效模型,采用显式动力有限元方法对锥形冲头撞击过程中矩形板的响应规律以及断裂过程进行了计算.讨论了网格尺寸对于计算结果的影响,并对不同板厚矩形板的耐撞性能进行了比较.结果表明：所采用的材料参数及计算模型能够对撞击载荷下矩形板的动态断裂过程进行准确地预报;增加板厚能显著提高矩形板的耐撞性能及抗破坏能力.     

避险车道末端消能轮胎布置方式对吸能特性的影响

避险车道末端的消能轮胎是对制动床上失控车辆进行强制减速消能的设施,消能轮胎的布置方式影响消能性能.为此,首先利用LS-Dyna软件建立8R22.5轮胎有限元模型并验证;其次对轮胎进行径向压缩试验和轴向压缩试验;最后使用整车模型与消能轮胎分别进行水平堆放和竖直堆放碰撞试验.从失控车辆速度、加速度以及碰撞接触力等方面分别对两种堆放布置方式进行对比研究.仿真结果表明:竖直堆放布置方式的消能轮胎的制动效率比水平堆放高,且更适合运用于场地条件受限制的避险车道末端;采用水平堆放布置方式的消能轮胎在最大吸能量以及对车辆及乘员的保护性能方面效果更好,场地条件允许情况下应优先采用水平堆放的布置方式.     

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。     

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。     

失控车辆撞击下避险车道末端挡墙的动力响应与损伤特征分析

研究失控车辆撞击下避险车道末端挡墙的动力响应与损伤特征可以为避险车道末端挡墙的应用和完善提供理论依据。首先基于LS-DYNA 软件建立了车辆-钢筋混凝土挡墙有限元模型,并且通过已有的落锤冲击钢筋混凝土梁试验的结果,对建立的有限元模型进行验证。然后采用正交试验方法对钢筋混凝土挡墙的参数进行了设计。最后进行车辆撞击钢筋混凝土挡墙的非线性有限元仿真,研究车辆的速度、撞击位置、撞击角度以及车辆前保险杠的刚度对钢筋混凝土挡墙的动力响应和损伤特征的影响。结果表明：车辆的速度、撞击角度、保险杠的刚度对于挡墙的动力学响应以及损伤程度均有显著影响,随着车速、撞击角度和保险杠刚度的增加,挡墙的损伤逐渐加剧;挡墙的损伤区域主要分为撞击区域和墙角区域,其中撞击区域的损伤较为严重,破坏形式为冲剪破坏,墙角区域的损伤较轻,破坏形式为剪切破坏。     

直升机安全气囊约束系统仿真及试验研究

安全气囊作为降低直升机坠落伤亡风险的主要技术，能有效减轻飞行员在坠撞过程中的二次伤害。本文以某型号直升机为研究对象，参照汽车碰撞相关试验要求，开展气囊折叠及约束系统匹配设计，建立驾驶舱整机有限元仿真模型，通过气囊静态起爆试验和直升机整机跌落碰撞试验验证模型的有效性。通过灵敏度分析确定主要结构优化参数，并设计四因素四水平正交试验完成约束系统优化。结果表明，飞行员综合损伤值WIC减少8.91%，对飞行员的保护效果提高，为直升机被动安全领域提供研究基础。