液压缓冲滑车碰撞试验力学建模及数值分析

以液压缓冲滑车碰撞试验装置为研究对象,应用有关力学和流体力学理论,对碰撞过程中滑车和液压缸活塞的受力、运动以及液压缸的压力变化进行了分析。根据能量守恒原理,构建了滑车碰撞过程的力学模型和能量守恒模型,采用离散求解方法,对所建立的模型实现了数值求解。针对某一具体算例,深入研究了滑车质量、初始碰撞速度、阻尼孔直径等参数对碰撞过程的性能影响,得到了一系列规律性的曲线。结果表明:滑车的加速度随初始碰撞速度、阻尼孔长度增大而增大,随滑车质量、阻尼孔间距的增大而减小;碰撞过程中,滑车质量越大,滑车速度降低得越慢;阻尼孔长度越大、阻尼孔直径越小,速度变化得越快;滑车位移随滑车质量、初始碰撞速度、阻尼孔间距、阻尼孔直径的增大而增大,随阻尼孔长度的增大而减小。     

汽车碰撞试验弹射过程的力学建模与运动分析

基于弹性绳弹射加速的汽车碰撞试验台,分析了弹射过程中弹性绳的变形和滑车的运动,建立了相关的力学模型,并提出一种数值离散方法求解该模型。结合一个具体的算例,研究了初始弹射距离、滑车质量、弹性绳数量以及弹性绳弹性系数对滑车运动的影响,结果表明:弹射过程中,滑车所受合力随初始弹射距离、弹性绳数量、弹性绳弹性系数的增加而增大,滑车质量对合力的影响较小;滑车的初始加速度随初始弹射距离、弹性绳数量、弹性绳弹性系数的增加而增大,随滑车质量的增大而减小;初始弹射距离越大,滑车质量越小,弹性绳数量越多,弹性绳弹性系数越大,滑车的速度、位移变化越快。     

超高速碰撞电磁效应数值模拟

采用理论分析和数值模拟结合的方法对超高速碰撞产生等离子体问题进行研究. 通过SPH方法,建立二维轴对称模型,针对不同碰撞速度进行数值模拟,对比不同时刻碎片云的形状以及膨胀速度,验证数值模拟的正确性;利用Thomas-Fermi模型,计算超高速碰撞过程中SPH粒子的温度,对于发生汽化的部分考虑其产生的等离子体参数;以统计物理学为基础,基于化学反应动力学原理,建立了非热平衡等离子体电子数密度、电子温度、宏观温度以及内能之间的关系,用以计算超高速碰撞过程中产生等离子体的参数. 给出不同时刻碰撞产生的总电荷数随时间的变化,将数值模拟结果与文献中经验公式结果进行对比,验证了本文中计算超高速碰撞产生等离子体方法的正确性.     

中型客车正面碰撞仿真及结构改进

以某中型客车为研究对象,基于PRO-E、HyperMesh等软件建立整车有限元模型,并通过RADIOSS求解器对其正面碰撞过程进行求解计算,同时对碰撞过程中的整车变形、能量转移以及加速度变化进行分析.针对前纵梁在碰撞过程中出现弯折现象,对前纵梁的结构进行了改进:去掉第1根横梁与纵梁之间的加强板、增加前纵梁壁厚并在其边缘处开了若干弱化口.改进后系统内能吸收量提高了4.1％,整车变形吸能时间延长了7 ms,加速度最大峰值降低了10g.     

基于变形能的汽车碰撞分析新模型

提出了基于变形能的汽车碰撞分析新模型，以动量守恒为基础，根据恢复系数与碰撞过程中的能量损失，建立补充方程来进行碰撞过程的分析计算。谊模型分析过程简单可靠。可以方便地应用于碰撞过程的研究。     

有限元仿真在船舶碰撞研究中的运用

结合实际碰撞案例,建立整船三维仿真模型,对船舶碰撞动力学过程进行有限元计算,分析得到船舶碰撞过程机理:船舶从碰撞接触到船体破损变形的时间很短,这一过程中船壳和骨架的破损并不同步;局部现象明显,碰撞区域变形很大,远离碰撞区域的变形几乎为零.仿真结果可以很好地模拟再现碰撞破损过程,与真实碰撞数据相吻合.这种定量地从船体结构角度研究船舶碰撞的方法,比以往定性研究船舶碰撞原因更具信服力,为研究船舶安全和海事调查提供了一种有效方法.     

基于车身变形的汽车碰撞事故再现方法

研究了采用变形/能量原理进行汽车碰撞事故再现的方法.该方法根据碰撞后汽车的车身变形量计算车辆的碰撞速度和运动过程,并在一起真实的两车碰撞事故中进行了应用.仿真结果表明,车身碰撞变形与实际变形情况吻合,再现了两车碰撞后的运动过程.验证了其对于缺少制动印迹的汽车碰撞事故再现分析的有效性.     

微小间隙转动副的接触碰撞模型及离散算法

为研究航天可展结构展开及锁定的动态过程,针对航天工程中广泛应用的微小间隙转动副,提出了一个多点接触碰撞模型及其离散算法。该算法计入了运动副表面波纹、位置误差、轴弯曲变形以及粘滞微滑效应等实际因素。静态接触数值算例与试验结果较为符合。使用不同间隙量,对一端固定的含间隙转动副柔性杆受轴向冲击碰撞的过程进行了动力学仿真。计算结果表明:该模型能描述接触力和变形接近量的非线性关系与滞回特性,模型参数易于获得,便于在结构设计阶段数值仿真中使用。     

侧面碰撞中B柱侵入速度及变形模式对乘员损伤影响的研究

运用概念设计方法,通过参照实车和仿真中侧围部件的一般侵入速度曲线和B柱的变形模式,提取了对B柱特定部位进行加载的三条简化的侵入速度曲线,并建立了B柱/假人的简化计算模型.研究改变B柱指定部位的侵入速度曲线,并以MADYMO软件为工具计算得到了27组假人的损伤值以及B柱的变形模式.研究结果表明:减小B柱整体侵入速度、合理分配B柱各部位的侵入速度以及使B柱产生较好的变形模式,能够有效地降低侧面碰撞中假人的损伤风险.     

望东长江公路大桥船桥碰撞撞击力分析

基于有限元软件LS-DYNA,以安徽省望东长江公路大桥为背景,建立整船整桥模型进行碰撞分析.计算了3种碰撞速度下的碰撞力,并将得到碰撞力与各国规范及经验公式进行对比分析,碰撞过程中船舶以破坏的方式吸收了大部分内能.     

基于LS-DYNA的船舶-桥墩碰撞数值模拟

文章基于 Ansys／Ls‐dyna软件，建立船舶、桥墩三维有限元计算模型，并对船舶－桥墩碰撞进行有限元仿真计算，分析船舶－桥墩碰撞的基本过程、碰撞过程中碰撞力的大小、船艏及桥墩的损伤变形等，为避免船舶碰撞桥墩事故发生寻找安全措施。     

汽车碰撞的基本规律

应用非线性有限元结构分析簌件对多种汽车进行碰撞过程的计算机模拟计算．在数百例碰撞算例的计算结果中，对速度、加速度、撞压变形、能量、碰撞力作了统计分析，给出了统计规律和相应的解析方程．     

柔性多体系统接触碰撞动力学研究

用有限元方法对柔性系统的接触碰撞问题进行了数值仿真计算．以柔性杆与刚块纵向碰撞为例，建立了接触碰撞动力学模型，利用有限元方法建立了接触碰撞期间的动力学方程．通过对不同的参数进行大量的数值仿真，结果表明，有限元方法能够仿真在接触碰撞期间的柔性杆纵向振动的弹性波，碰撞力时间响应的数值解与解析解吻合较好．     

人车碰撞事故的行人初始状态研究

为进一步提高人车碰撞再现的逼真度,研究碰撞前行人初始状态及相应的仿真实现方法,提出一种基于行走的行人假人的事故再现方法.该方法利用行人多刚体仿真模型,计算行人行走过程的动态响应,并以此确定事故再现所需的行人姿态、速度等参数.通过对一起真实事故的研究,应用不同的行人初始状态确定方法进行人车碰撞仿真,分析了不同方法对再现结果的影响.     

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。     

小型客车碰撞特性研究

汽车安全性是现代汽车设计的基本出发点之一为了提高汽车的安全性,人们采用了各种各样的主动和被动安全措施,但从根本上来说,车辆的碰撞是不可避免的,所以车辆本身的碰撞特性才是最终的安全性能决定因素本文旨在通过研究现有结构的碰撞动态特性,改进车辆结构,达到最佳的吸能特性,从而提高车辆的安全性研究中采用的方法是有限元计算,工具软件是ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ３Ｄ模型的建立是以张家港牡丹客车厂生产的ＭＤ６６０１型客车为原形,这种车是以货车底盘改装的,车架的吸能占７０％以上,所以本文重点考虑了车架和保险杠,把其它部分作为集中质量加在车架上通过计算得出了碰撞过程的位移量、转角、撞击力、冲量、能量吸收等量的时间历程曲线,分析这些曲线即可对车辆的碰撞安全特性进行评价研究发现碰撞行为有它的一般规律：碰撞时间在１００ｍｓ以内,变形集中在碰撞接触点附近,撞击力可达车重的上百倍,碰撞过程接近平动等观察碰撞变形图可以知道车架各处的变形情况,从而易于改进同时文章验证了软件计算的精确性是良好的     

基于关键点变形的汽车碰撞事故再现

应用有限元理论提出了基于车身关键点三维变形的事故再现方法.以某起车障碍物碰撞事故为例,建立车身、驾驶员及事故现场环境的有限元模型,根据事故特点,确定碰撞速度及角度为变化因素,在车身上选择关键点作为研究对象,综合应用响应面理论和均匀设计方法最终求解得到碰撞前车与被撞物围墙之间的角度、碰撞接触时刻的汽车运动速度及在事故中人体伤害的评价.结果表明,应用有限元方法可以对缺少刹车印迹的事故进行再现研究,同时与传统方法相比该方法具有较高的计算精度.     

冲击载荷下颗粒碰撞的SPH法数值模拟

颗粒高速碰撞问题是冲击动力学领域中的一个重要研究方向。本文利用SPH无网格方法,建立了三层10颗粒SPH质点模型,对冲击载荷作用下无氧铜颗粒高速碰撞过程进行了二维数值模拟,得到了四种不同冲击速度下的颗粒变形结果。对结果对比分析后发现,对于直径为1 mm的铜颗粒,只有当冲击速度达到300 m/s时颗粒碰撞才会形成射流及侵彻,射流速度约为1500 m/s。研究结果表明射流的形成是颗粒高速碰撞形成牢固结合的重要条件。     

碰撞问题中非牛顿边界层计算

建模问题中关于碰撞安全移动边界层的数学模型是重要的课题, 其中理解和运用非牛顿力学大变形 理论乃解决当今科学工程计算中难题的有效途径. 本文研究运用非线性计算方法模拟冲击碰撞时粘滞弹塑性材料的非牛顿力学现象,得到冲击碰撞应力场结果, 并运用后估计算法结合高性能计算软件对其大变形流场及应力场的二维及三维模型进行了研究.     

圆板非弹性冲击过程的碰撞恢复系数

应用数值解析方法分析圆板形材料塑性加载和弹性卸载过程的法向接触压力和法向变形量的关系,推导了冲击前后圆板法向冲击速度的理论计算方法.针对圆板形材料卸载过程中材料轮廓的假设引入了变形量系数的概念,探讨了卸载过程中的材料轮廓与加载过程材料轮廓间的关系.应用高速摄像系统观测了圆板对平面冲击过程的冲击速度和反弹速度,确定了对不同冲击速度下圆板冲击速度对碰撞恢复系数的影响规律.对变形量系数予以修正.实验结果表明,所得到的碰撞恢复系数理论计算结果与实验结果十分吻合.