纯电动汽车车身多目标拓扑优化设计

为解决纯电动汽车车身设计中仍沿用传统车身,未同时考虑碰撞相容性和正面碰撞安全性的问题,基于混合元胞自动机拓扑优化方法,以在约束条件下吸收碰撞能量最大化为优化目标,对车身结构进行多工况概念设计,从而确定出合理的电动汽车车身布局,设计出了一种满足正面碰撞安全性与碰撞相容性的车身头部结构.结合拓扑优化结果进行有限元模型验证与厚度分析,结果表明:2~3mm的汽车头部厚度可在满足正面碰撞安全性条件下平衡碰撞过程中车体结构的纵向错位,保证碰撞力的均匀分布,实现车身轻量化.     

大型落下孔车车体的结构分析及稳定性计算

车体是落下孔车中的主要的承载件，其设计的优劣将直接影响落下孔车的性能，对某大型落下孔车车体进行了结构分析及稳定性计算，采用有限单元法对车体结构的强度、刚度、稳定性、挠跨比、扭转刚度进行计算，为车体设计提供了参考依据。     

管架式轿车车身碰撞仿真分析

通过对自主设计的管架式轿车车身建模，利用非线性CAE（计算机辅助工程）工具对车身正面碰撞过程进行了仿真分析，得出了变形和主要碰撞参数的时间特性，并根据仿真结果对管架结构进行了局部优化和改进。结果表明，这种新型轿车车身能满足汽车碰撞安全法规的要求。     

某车型白车身材料选择优化

文章通过对车身材料选择趋势研究,车身钣金材料用途分析,以及对车身碰撞路径、板材工艺性及物流管理等各方面的考虑,确定某车型车身材料优化方向;经过优化,某型车身材料较优化前,在材料种类、高强度板比例、材料采购成本及模具成本方面都有明显的减少或改善,并且经过CAE验证分析,正碰和侧碰都能满足结构要求.     

Lightweight design of automotive front crossbeam assembly

This paper reviews the development course of the front crossbeam assembly for a self-owned brand vehicle model based on lightweight and passive safety performance.Combining with an A00 model variant,the paper details the design of extruded aluminum-alloy front crossbeam assembly from the perspectives of optimal design,performance verification, lightweight effect and cost control.The following results in the technical and engineering applications have been achieved.The weight of the developed aluminum-alloy crossbeam can be reduced by 51%.The simulated analysis of the collision rigid wall,the 40%offset hammering as well as the static crush test of energy-absorbing box show that alter reasonable materials matching and size optimization of the crossbeam and the energy-absorbing boxes,the level of crash safety can be improved.The price of aluminum-alloy front crossbeam can be lowered by using the extruding die instead of the stamping die to reduce the die cost-sharing.     

基于细胞概念的客车车身参数化方法

针对客车车身骨架三维设计在参数化方面无突破性进展,基于生物学细胞概念,提出一种客车车身参数化方法,即由拓扑结构相同的标准模块衍生各种不同的功能模块,从而完成客车车身骨架的参数化设计,并结合PRO/E软件进行阐述,为客车车身之平台化、模块化、协同设计提供一种解决思路.     

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析

选取某燃料电池轿车作为虚拟试验对象，通过建立整车有限元模型和虚拟试验场，运用适当的计算方法，模拟了轿车的正面碰撞试验，并对其正面碰撞人体伤情指数进行分析，从被动安全性角度分析了燃料电池轿车的车身结构对正面碰撞安全性的影响．     

隐式参数化白车身多目标协同优化设计

利用参数化建模软件SFE-CONCEPT建立了某轿车白车身的参数化模型,用仿真方法分析了白车身的静态弯扭刚度、主要低阶模态频率并与试验对比,再将白车身与动力总成、底盘连接后,对整车正碰性能进行仿真分析,并与试验对比,验证了所建参数化白车身的有效性.由于安全性分析属于非线性分析,传统优化方法通常需要人工介入,无法实现优化流程的全自动化.通过编写批处理文件,提取安全性能指标,实现白车身结构轻量化优化流程的自动化.白车身结构轻量化优化后弯曲刚度提升0.15%,扭转刚度降低0.03%,一阶扭转模态频率提高1.30%,一阶弯曲模态频率提高0.09%,碰撞安全性能基本不变的情况下,白车身质量降低24.17kg,减重率高达7.42%,取得了显著的轻量化效果.      

FSAE赛车吸能器试验研究

为了满足FSAE2009赛事规则要求,必须为赛车设计合适的吸能器.由于蜂窝铝是一种优良的高强度、吸能性强的轻质材料,XMUT 2009方程式赛车采用蜂窝铝芯作为碰撞吸能器.通过赛车正面碰撞试验对碰撞加速度和动能吸收进行研究,表明XMUT 2009方程式赛车装备的吸能器符合赛事规则要求,将在碰撞过程中为赛车手提供有效保护.     

LS-DYNA在汽车碰撞模拟过程中的应用

应用LS-DYNA实现整车的正面碰撞模拟,佐证了计算机模拟技术在现代汽车产品开发中的应用及其发挥的巨大作用.     

考虑前方交通状态的交通流格子模型与数值模拟

考虑前方交通状态对驾驶行为的影响,提出了新的交通流格子模型.通过线性稳定性和非线性分析,获得了改进模型的中性稳定性条件和mKdv方程密度波解.理论分析和数值模拟表明,驾驶员通过关注前方交通状态,选择平稳的驾驶行为,减少不必要的加减速行为,保证车辆的平稳运行,从而进一步改善交通,增强交通流的稳定性.     

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．     

基于ANSYS的提环有限元分析及优化

利用ANSYS软件对160t水龙头提环进行强度和刚度分析,找出其应力主要集中区和变形量较大的位置.根据给定安全系数,对提环结构进行了优化和校核,使其满足设计强度要求,同时增强了提环的刚度,改善了水龙头的整体性能.     

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。     

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.     

模拟样机技术在轿车转向轮结构参数优化的应用

轿车行驶中转向轮定位参数呈非线性变化,若其变幅过大将影响操纵稳定和轮胎磨损。以定型轿车为目标研究定位参数变化规律,可实现定位结构参数优化。剖析目标车型结构及动态特性,在Hypermesh限元网格划分前处理软件中建立有限元横摆臂并进行处理,导入ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)机械系统动力学自动分析软件中的Car模块建立符合动态实体的前悬架三维刚柔耦合模型。设置边界条件导入ADAMS/car进行模拟试验,确定优化目标。根据前悬架侧滑理论,进行了双滑板侧滑试验,得到车辆侧滑量与前束值的函数关系,并利用多项式回归方法对其验证。得到最佳匹配的前束角与外倾角,调整初始定位参数并进行试验,试验结果表明:前束角变化量下降19.09%,外倾角变化量下降39.94%。     

农用拖拉机驾驶室安全性试验的计算机仿真

对农用拖拉机驾驶室安全性静载试验进行了包括材料非线性、几何非线性和状态非线性的计算机仿真,仿真过程完全按照OECD农业和林业拖拉机官方试验标准规则的规则4——《标准拖拉机防护装置强度试验方法（静载试验）》的要求,模拟拖拉机驾驶室静载试验的后推、后压、侧推、前压、前推的试验过程,检验拖拉机驾驶室所吸收的能量以及承受压力载荷后的变形和稳定性状况．通过计算机仿真,企业可以在设计阶段对驾驶室的安全性进行评价．发现问题可以及时改正,避免了在产品正式投产后由于驾驶室安全性达不到OECD的安全性要求而造成的重大损失．     

基于正交试验与Hypermesh/Ls-Dyna的栽石拦挡方案优化设计

为提升农村公路上应用较为普遍的栽石拦挡的安全性能。应用正交试验的方法,设计了三因素两水平的三种不同的栽石拦挡布置方案。基于Hypermesh/LS-DYNA软件环境和最新的JTG B05-01—2013《公路护栏安全性能评价标准》进行三种方案的计算机仿真碰撞试验,根据试验结果来评价三种方案安全性能的优劣,从而得到最佳的栽石拦挡布置方案。正交试验结果表明:栽石拦挡方案一安全性能不满足规范要求,栽石拦挡方案二与方案三的防护等级能达到C级;其中方案二的安全性能最佳。     

加速踏板与地板干涉的偏差分析及稳健性优化

为解决加速踏板与地板之间的干涉问题,提高整车的驾驶舒适性和安全性,建立了3DCS三维装配偏差分析模型,运行蒙特卡洛虚拟装配,得到分析目标的概率统计特性曲线和贡献因子的灵敏度分析结果,并根据偏差分析结果,对加速踏板及加速踏板安装板的定位基准进行了稳健性优化.对比分析优化前后加速踏板与地板距离的显著几何因子影响系数、质量损失函数以及装配质量的不合格率,并绘制测量目标的概率分布图,以验证稳健性优化方案的有效性.分析发现,基于装配偏差分析结果,对显著影响因子进行稳健性优化,可有效提高稳健性优化效率,并保证产品质量满足设计要求.