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。     

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。     

轨道卧铺客车碰撞吸能特性研究

根据耐碰撞车体结构原理设计出具有吸能效果的耐碰撞性车体,进行了车体结构一、二位车端撞击刚性墙仿真研究,结果表明,该车体中车端结构产生塑性大变形,客室结构无塑性变形,车体耐碰撞性明显得到改善,车体纵向刚度分布合理。建立了单节客车碰撞动力学模型,仿真研究车钩缓冲特性,结果表明,带有车钩及防爬吸能装置的车体结构具有较好的吸能特性,在防爬吸能元件压溃行程全部压缩后,车体端部产生塑性变形吸能碰撞能量,客室未发生塑性变形。     

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.     

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.     

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。     

某微型电动汽车保险杠结构优化及仿真分析

为提高某微型电动汽车保险杠的耐撞性,基于显式动态有限元理论及冲击动力学原理,采用Hypermesh和LS-DYNA有限元软件对该保险杠进行正面100%碰撞仿真分析。综合考虑耐撞性与轻量化的设计思路,对该保险杠提出5种优化方案。对比分析结果表明:各保险杠最大变形量均小于140 mm的安全距离,优化2型在中间加肋板形式的保险杠比吸能最高,比原保险杠高出19.20%,并且质量减少了17.98%。保险杠横梁加肋板是较为简单且有效的改进方法,质量变化不大的情况下,比吸能高,峰值载荷低,具有更好的安全性。     

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．     

汽车前碰撞中仪表板对乘员的保护性研究

对汽车仪表板和仪表板横梁的结构进行研究,在提升汽车前碰撞对乘员保护性的前提下对其吸能效果进行优化。首先介绍了乘员损伤评价标准和影响损伤的各种因素;其次对各种气囊的保护性及不足之处进行了介绍,在此基础上提出了代替辅助气囊的仪表板乘员保护结构,并对该保护结构的变形量和吸能性进行了力学层面和设计方法上的分析;最后对比了安装膝部气囊和膝部吸能部件的2种仪表板的实车前碰撞试验结果,对今后的结构吸能性的优化设计和研究具有实际意义。     

马鞍山长江公路大桥防船撞设施的结构设计与数值模拟

文章围绕马鞍山长江公路大桥左汊桥主桥,通过设置新型自浮式复合材料防撞系统保护桥墩结构安全,论述其结构设计,利用Ansys/LS-Dyna非线性有限元分析软件,对中塔桥墩进行了船桥碰撞的数值仿真分析。结果证明,该防撞装置具有良好的缓冲吸能效果。     

泡沫铝填充管汽车保险杠的研究

为满足汽车向轻量化、低能耗、安全舒适方向发展的要求,采用新材料制造汽车零件。以泡沫铝应于汽车保险杠为研究背景．研究了泡沫铝填充管的吸能特性,建立了相应的数学模型。并将泡沫铝汽车保险杠与传统的空心金属管保险杠进行了比较。结果表明泡沫铝填充管汽车保险杠更能满足汽车向质量轻、体积小、环保等方向发展的要求。将具有很大的发展前景。     

GCY470型调车机车侧面碰撞仿真分析

为研究地铁调车机车在侧面碰撞情况下的碰撞响应,建立了调车机车碰撞的有限元模型,按照不同工况,对其在道岔上发生不同部位的侧面碰撞进行仿真分析。结果表明,在碰撞过程中调车机车的轮对抬升量已超过车轮的轮缘高度,机车存在极大的脱轨风险。同时,在侧面碰撞中机车车体的吸能能力有限,无法耗散太多的碰撞能量。为提高机车在侧面碰撞中的吸能能力,在相关车体设计和优化时,可参考传统轨道车辆的纵向多级缓冲吸能系统进行设计,吸收碰撞能量,减少碰撞造成的损害。     

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%。     

吸能式转向系统在正面碰撞中运动响应模拟

通过非线性结构有限元方法 ,研究安装于某车型上的套筒式吸能转向系统在汽车正面碰撞过程中的响应及对乘员的保护作用 .建立了套筒式吸能转向系统的几何数学模型、解析数学模型以及计算模型 ,应用PAM -CRASH软件计算分析了该转向系统在胸块撞击下的受力情况 ,并与其台架试验结果进行比较 .满足一定精度后 ,将该套筒式吸能转向系统模型安装于整车计算模型 ,进行正面碰撞的模拟 ,以研究该套筒式吸能转向系统在汽车正面碰撞过程中的响应及其对乘员伤害的影响     

桥台及台后填土破坏的桥梁纵向地震碰撞响应

以汶川地震中发生严重破坏的高原大桥为工程背景,采用"多模型多平台"分析技术研究了主梁与桥台及台后填土的纵向碰撞效应及对全桥地震反应的影响。首先利用ANSYS软件建立桥台及台后填土非线性数值分析实体模型,基于静力Pushover分析模拟其在主梁撞击下水平力-位移关系。将上述力-位移关系引入到MIDAS软件中,主要以间隙单元模拟桥台及台后填土与主梁的碰撞作用,并建立全桥抗震分析模型。通过非线性时程分析及与震害对比,讨论了桥台及台后填土破坏、伸缩缝处安装碰撞缓冲装置等情况下主梁与桥台间的纵向碰撞响应。研究结果表明:桥台及台后填土破坏将增大桥台伸缩缝处桥台与主梁间的相对位移,增加了落梁风险;由于地震动输入和桥台位置不同,碰撞缓冲装置对台、梁间碰撞力的影响存在不确定性,建议碰撞缓冲装置刚度宜取为桥台及台后填土整体抗推刚度的1%~5%,并优先选用耗能型。     

六角弹簧管汽车碰撞吸能装置的效能研究

根据六角弹簧管汽车碰撞吸能装置的结构与工作原理,采用SolidWorks,Hypermesh和LS-DYNA仿真软件,建立吸能装置的有限元分析模型.应用所建立的有限元模型,分析了当配重块质量为1.5t,时速为50 km/h,汽车正面碰撞时吸能装置的效能.仿真结果表明,六角弹簧管汽车碰撞吸能装置具有很好的保护效果,汽车纵...     

面向行人安全的保险杠结构改进优化

针对行人下肢的碰撞保护,建立了某车型的有限元碰撞模型并进行了试验验证。为改善行人保护性能,提出了添加吸能泡沫及副保险杠的改进方案。以吸能泡沫厚度、主副保险杠垂向距离、副保险杠壁厚这3个结构参数为设计变量,构造了优化的拉丁超立方试验,结合最小二乘法建立胫骨加速度、膝关节弯曲角度及剪切位移3个伤害指标的响应面模型,运用多目标遗传算法进行优化求解。对比结果表明,优化后的结构有效地降低了行人腿部受到的伤害,满足了安全法规要求。     

基于可靠性优化设计的客车碰撞安全性

为了提高国内某量产全承载式客车在正面碰撞过程中的安全性,采用有限元法并参考该客车的材料属性要求建立其正面碰撞有限元仿真模型.提出在该客车车身前部安装八边形吸能结构,且将有限元法、试验设计、响应面法、可靠性理论和优化算法相结合,对八边形吸能结构进行可靠性优化设计,并与确定性优化设计所得结果进行对比.结果表明:在客车车身前部安装八边形吸能结构能显著提高该客车在正面碰撞过程中的安全性,且2种优化方法都能进一步提高其正碰安全性能;2种优化方法相比,可靠性优化虽然使得吸能量相对确定性优化减少4.3%,但是使得加速度减少16.05%,且可靠度提升了19.33%,故对八边形吸能结构进行可靠性优化设计能更好地满足该客车在正面碰撞过程中的安全性要求.