桥梁复合材料防车撞吸能结构碰撞性能分析

针对在桥墩周围安装吸能结构可以降低车辆撞击对桥梁的情况,基于全尺寸复合材料吸能结构的台车撞击试验,通过对比试验和数值模拟结果验证有限元模型的有效性.在此基础上,考虑实际中更高撞击能量的情况,采用有限元方法分析不同撞击速度的吸能结构响应,并研究不同结构材料的耐撞性能.钢夹层结构能够吸收大部分动能并有效减小局部损伤,而复合材料蜂窝结构可以起到很好的支撑作用,同时把撞击力比较均匀地分散到整体结构,使更多结构参与吸能.计算结果表明钢夹层-蜂窝复合材料防车撞吸能结构具有良好的耐撞性能.     

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.     

耐碰撞车体吸能元件研究

采用实物试验和非线性有限元仿真 2种方法对车体吸能元件吸能和变形特性进行了研究 ,通过试验 ,得到了管形元件在纵向载荷下的压溃变形的基本模式和吸能特性 .有限元仿真结果则获得了与试验较为一致的结果 ,从而证实了非线性有限元仿真的可行性 .最后 ,研究了吸能元件建模和仿真中几种因素对分析结果的影响     

八边形逐级吸能梁的设计与优化

研究了一种八边形截面逐级吸能梁结构的设计与优化方法.建立了八边形逐级吸能梁的有限元模型,通过台车试验验证了模型的有效性.采用均匀试验设计方法制订并进行了一系列不同壁厚的八边形逐级吸能梁碰撞仿真,利用仿真结果建立八边形逐级吸能梁的耐撞性回归方程,并进行了回归分析.利用遗传算法,以八边形逐级吸能梁壁厚为变量,对该吸能梁耐撞性进行多目标优化设计,获得一组耐撞性较好的八边形逐级吸能梁设计方案,并将优化方案用于车架耐撞性改进.仿真及试验结果表明,该八边形逐级吸能结构变形吸能均匀,能够更好地达到碰撞安全性要求.     

6063铝合金薄壁方管耐轴向撞击性能研究

针对汽车用铝合金构件的安全设计要求,采用关键试验加有限元仿真技术,对6063铝合金薄壁方管轴向耐撞击性能进行了研究.通过轴向静态压缩和落锤冲击试验,获得了该薄壁试件静态和冲击载荷下的力学行为规律.同时应用有限元模型对不同结构尺寸的试件进行了不同速度下的冲击仿真分析,给出了试件变形和载荷预测.研究结果表明,6063铝合金薄壁试件具有良好的吸能性,试件的耐撞性和材料组织、加载速度及结构几何尺寸有密切关系.降低冲击速度、减小构件长细比以及增大壁厚,有利于改善试件屈曲过程的稳定性.作为汽车用缓冲吸能结构,该类薄壁铝合金试件的长细比不宜大于12,壁厚取2 mm,长度在310 mm左右为结构最优.     

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。     

正八边形多胞薄壁管吸能特性仿真和优化

基于正八边形多胞薄壁管相比其他截面形状薄壁管具有结构紧凑、比吸能高等特点,采用有限元软件Abaqus研究了其在准静态轴向压缩下的吸能特性,分析了不同截面形状和结构参数对吸能特性的影响.根据吸能特性指标,运用非支配遗传算法对正八边形多胞管边对边(S2S)结构进行了优化.结果表明,正八边形多胞管的边对边布置形式的吸能效果优于角对角布置形式,其S2S结构吸能特性最优.结构参数对其吸能特性影响明显,经优化后的S2S结构比吸能提高了33.11%,最大压溃力降低了3.78%,具有较好的吸能特性.     

基于CONWEP算法聚脲钢板复合结构变形的数值模拟

针对爆炸载荷作用下的聚脲钢板复合结构,基于非线性有限元软件LS-DYNA,利用CONWEP算法对聚脲复合钢板结构在爆炸载荷作用下的结构变形进行数值模拟分析,并与试验结果进行了对比.结果表明,CONWEP算法能够很好的模拟聚脲钢板复合结构在爆炸载荷作用下的变形.在相同钢板厚度条件下,聚脲钢板复合结构的最大变形挠度要小于裸钢板结构.从吸能特性来看,聚脲弹性体有良好的吸能特性,聚脲钢板复合结构中钢板的吸能要低于裸钢板,使得复合结构中钢板的变形要小于裸钢板.     

斜角撞击下中空螺纹杆的优化设计

以螺纹剪切吸能装置中的螺杆为研究对象,在分析螺纹杆受载情况的基础上,联合应用正交试验设计方法及动态显式有限元方法,采用L(9)43正交试验表,在ANSYS/LS-DYNA软件平台上,对其建立模型并进行有限元分析.通过分析计算可以显示出梁的变形情况和最大位移值.仿真结果表明,最优方案的强度和刚度均满足要求,根据计算结果可以对螺纹杆结构进行改进.     

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...     

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.     

轻钢框架加强型中节点抗震性能研究

目的研究利用柱腹板屈曲后强度轻钢框架加强型中节点在地震荷载作用下的抗震性能,为轻钢结构抗震设计提供参考.方法对两组轻钢框架中节点进行低周往复循环载荷下(拟静力)的抗震性能试验研究,采用ABAQUS非线性有限元程序进行仿真,与试验结果进行对比,以验证有限元模拟的正确性.结果采用增加横向及纵向加劲肋的方式进行加强的中节点具有较强的吸能耗能能力和变形能力.所建立的ABAQYS有限元模拟程序能对此试验过程进行有效的全过程模拟.结论两类不同加强方式的轻钢框架中节点具有良好的抗震性能,有限元模拟分析具有良好的仿真性及有效性.     

直升机底层地板结构件适附性研究

本文的研究方向是新型阿古斯塔直升机吸能铝地板的抗坠毁设计。要想掌握针对最有效吸能原理的详细设计和结构概念，就得对典型的底层地板结构件进行研究。设计方面具体集中于底层地板结构相交件，因为在垂直坠毁载荷下，底层地板结构相交件可以在座舱地板平面产生高减速峰值载荷，并会对座椅、乘员系统导致危险的输入。通过落震试验及有限元分析对底层地板结构相交件的坠毁情况及吸能能力进行研究。提出了坠毁数据与数字结果间的联系。     

高压直流继电器电磁系统的优化设计

电磁系统是高压直流继电器的关键组成部分.其中导磁部件的磁饱和情况、涡流现象及结构参数等影响着电磁系统的工作性能.针对该问题,建立继电器电磁系统有限元模型,并进行实验验证.以提高继电器吸持力、降低吸合时间为目标,利用正交试验法对继电器电磁系统进行优化设计.优化过程中通过磁场法分析工作气隙磁通密度的分布情况,并结合继电器在...     

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     

气吸式穴盘精量播种机吸嘴吸附性能的试验研究

气吸式穴盘育苗播种机是工厂化育苗技术中的核心设备,其吸嘴的设计是整个气吸式播种机设计的关键之一。本文根据正交试验原理,采用数值模拟正交试验方法,在CFD软件FLOWORKS上分别建立不同因素水平的吸嘴三维有限元模型,给定边界约束条件进行有限元分析计算,利用统计学软件SPSS对计算结果进行极差与方差分析,确定了各因素对试验结果的重要次序为嘴形〉真空度〉孔径〉导程;吸嘴的最佳设计参数为A382C2D3;结构优化表明：一定锥角的V型吸嘴在气源同功耗的情况下,不仅可以改善吸嘴的吸附性能,而且有利于精量取种。     

预制螺旋槽薄壁管的吸能研究

为了使机车在碰撞过程中吸收更多的能量,达到提高机车被动安全性的目的,设计了一种预制螺旋槽薄壁管结构。通过非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对3种不同薄壁管结构进行了数值分析,并研究了螺距、螺旋角和半圆形螺旋槽直径对预制螺旋槽薄壁管的吸能性能的影响。研究表明:(1)半圆形螺旋槽薄壁管相比圆形管和矩形管具有更好的吸能性能,可作为一种新型薄壁管吸能元件;(2)螺距对螺旋形薄壁管的吸能效果具有很大的影响,在0.17 m时吸能效果最好;(3)当半圆形螺旋槽的直径大于5 mm时,吸能性能会出现急剧下降;(4)螺旋角几乎不影响吸能效果。     

不锈钢地铁车辆设计及整车碰撞研究

针对地铁车特点进行不锈钢地铁车被动安全设计时难点之一是其端部吸能结构的耐撞性设计。本文依据地铁车体耐撞性设计理念,在车体端部结构中设计整体承载式专用吸能结构。建立头车及中间车车体有限元模型,进行编组列车的碰撞数值仿真。研究结果表明：整体承载式专用吸能结构在撞击过程中发生稳定有序的塑性变形,冲击能量的47％转化为专用吸能结构的塑性变形,表明该车的耐撞性符合设计理念。     

帕累托最优在新型蜂窝结构吸能盒防撞性能中的应用

为提升车辆在低速(通常小于15 km/h)碰撞工况下的防撞性能,该文给出一种新型蜂窝铝结构吸能盒。建立了低速碰撞仿真有限元模型,利用LS-DYNA进行碰撞分析。选取新型蜂窝铝吸能盒结构中钣金件的厚度、几何形状等设计参数,建立该问题的数学优化模型,利用帕累托最优理论和多目标遗传算法,得到该优化问题的帕累托解集空间,并运用标准边界交叉(Normal-boundary intersection,NBI)法找出最优设计方案。与传统结构吸能盒相比,在不增加结构质量的前提下,该吸能盒能够显著提升车辆在低速碰撞工况下的防撞性能。     

不锈钢地铁车辆设计及整车碰撞研究

针对地铁车特点进行不锈钢地铁车被动安全设计时难点之一是其端部吸能结构的耐撞性设计。本文依据地铁车体耐撞性设计理念,在车体端部结构中设计整体承载式专用吸能结构。建立头车及中间车车体有限元模型,进行编组列车的碰撞数值仿真。研究结果表明:整体承载式专用吸能结构在撞击过程中发生稳定有序的塑性变形,冲击能量的47%转化为专用吸能结构的塑性变形,表明该车的耐撞性符合设计理念。