CH7111车侧面碰撞分析

中国政府正着手制定侧面碰撞乘员保护法规并择机在国内实施，由于侧面实车碰撞试验费用昂贵，更改周期较长，因此国外汽车公司在新车设计时通过CAE软件仿真计算侧面碰撞过程，通过对仿真计算数据分析，提出解决方案。本文将结合CH7111车侧面碰撞仿真分析，提出侧面仿真计算的流程、各阶段的使用工具、评价指标，以及对仿真结果进行分析，根据结果进行结构更改的过程。     

HEV侧面碰撞安全性仿真和试验

针对混合动力电动汽车(HEV)的结构和特点,建立了车辆侧面碰撞有限元仿真模型,并对其侧面碰撞安全性进行了相关研究。以仿真分析结果为参考基础,以提高整车侧面碰撞安全性为优化目标,运用径向基函数神经网络技术建立了某款混合动力电动汽车的优化计算函数,对车辆侧面碰撞安全性能相关的结构参数和乘员约束系统进行优化计算和影响性分析;以优化计算的结果为指导,对该款混合动力电动汽车的安全结构设计方案进行了调整和优化,以全面提高侧面碰撞的被动安全性;将优化设计后的混合动力电动汽车进行实车侧面碰撞试验,并将实车碰撞试验结果与仿真侧面碰撞试验计算结果进行对比分析。研究结果表明:建立的混合动力电动汽车的仿真优化模型具有较高的计算精度,如非碰撞侧B柱实测碰撞加速度值与仿真分析值相差仅2.2%,优化计算函数的仿真计算结果是可靠的,优化设计后的混合动力电动汽车侧面碰撞安全性明显提高。     

基于侧面碰撞的多用途乘用车侧面结构优化

为了提升多用途乘用车的侧面碰撞安全性能,采用有限元分析与实车试验相结合的方法,对其进行了结构优化.建立了该车的有限元模型,通过实车正面碰撞试验与有限元仿真的对比,验证了有限元模型的准确性.根据侧面碰撞法规进行了侧面碰撞仿真分析,采用正交试验设计方法,对B柱内外板和车门加强板选取5个优化参数,分别设置4个水平,得到不同的设计方案.采用极差分析法和多因素权重优化法对试验结果进行分析,找出最显著的因素水平获取最优设计方案.结合侧面结构特点,对车门和B柱结构进行改进得到最终优化方案.将优化后的车型与原车型仿真结果进行对比分析,结果表明:测量点的侵入量和侵入速度都有了明显的降低,验证了优化方案的有效性.     

子结构方法在汽车侧面碰撞仿真中的应用

子结构方法是进行汽车侧面碰撞约束系统优化设计的重要手段。该文分析了利用子结构方法进行侧面碰撞约束系统优化设计的流程,采用PAM-CRASH软件建立了整车侧面碰撞仿真模型和子结构仿真计算有限元模型,对约束系统结构参数变化后整车模型和子结构模型的计算结果进行了对比分析。结果表明:子结构模型适用于对填充材料、车门内饰板、车门外形等进行优化分析。该研究对于侧面碰撞仿真中子结构方法的应用具有参考价值。     

轿车侧面柱碰撞结构响应与乘员损伤研究

基于侧面柱碰撞对乘员伤害的严重性,应用计算机仿真方法对轿车侧面柱碰撞进行研究.通过对车身侧面结构变形、加速度响应和假人损伤参数等方面的分析,揭示了柱碰撞的特性,并据此提出了改进门槛及地板横梁强度的措施.结果表明:与侧面壁障碰撞相比,轿车侧面柱碰撞造成了对乘员更严重的损伤风险,增大了车身侧面结构的侵入量.通过提高门槛梁、...     

汽车侧面碰撞结构仿真方法的研究

随着汽车安全性研究的不断发展,汽车侧面碰撞安全性逐渐成为研究的热点。对汽车侧面碰撞的研究除了实车和台车碰撞试验方法外,计算机仿真研究具有不可替代的作用。文章按照欧洲ECE R95的要求,针对某国产汽车建立了完整的整车侧面碰撞有限元模型,并将仿真结果与试验结果进行对比,验证了模型的有效性和准确性,为今后汽车侧面碰撞结构耐撞性研究的开展奠定了基础。     

车门内板侧面碰撞的耐撞性有限元分析与轻量化设计

建立了汽车车门侧面碰撞的简化有限元仿真模型,通过仿真实验对汽车车门内板、刚性柱的侧面碰撞进行研究,得出车门内板结构的应力参数、等效应变参数,准确评估了车门的碰撞性.结合仿真模型研究结果,从内板选材的角度开展车门轻量化研究,将钢板材料的车门内板替换为铝合金材料.重新调整车门内板的厚度,优选基于各种车门内板的轻量化方案,分析比对不同轻量化方案进行碰撞仿真试验后的结果,从而实现设计方案的最优化.增强汽车内门侧面碰撞的安全程度,达到内板轻量化的目的.     

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．     

某微卡汽车侧面碰撞仿真分析与优化设计

为了研究某微卡汽车在侧面碰撞过程中假人的胸腔与头部指标大于法规约束值的问题,以原方案的侧面碰撞仿真分析结果与海湾地区的法规为依据,选取车门与B柱内外板厚度、防撞杆与B柱内部缓冲结构厚度和门槛内吸能盒厚度与屈服强度为随机变量,假人的胸腔、头部、腹部和骨盆为输出响应值,确定了响应面模型;结合可靠性理论、一次二阶矩试验方法、优化方法与响应面模型,对微卡汽车的侧面结构进行优化设计,确定了使输出响应值最优的随机变量的各项参数值,并进行仿真分析。结果表明：优化方案使假人的各项伤害值均相应减少且小于法规约束值;提高了微卡汽车的侧面防撞性能;降低了侧面碰撞事故中乘员的致死率与致伤率。     

碳纤维复合材料汽车B柱加强板的优化与性能分析

通过建立B柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料B柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对B柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作B柱加强板样件,并对碳纤维复合材料B柱总成进行三点弯曲试验,校核总成的强度指标.最后基于2018版C-NCAP标准分析整车侧面碰撞性能.通过对比刚度、弯曲性能、侧面碰撞侵入量、侧面碰撞侵入速度、侧面碰撞加速度,优化设计后的碳纤维复合材料B柱加强板可在保证刚度、强度及侧面碰撞性能的前提下替代原钢制B柱加强板,并使B柱加强板减重1.376 kg,减重比达到76.4%.     

Side Structure Sensitivity to Passenger Car Crashworthiness During Pole Side Impact

Side impact accidents of passenger cars with fixed poles may result in severe injuries to the vehi-cle occupants. In this paper, side structure intrusion was considered as the criterion for passenger cars crashworthiness during side impact with a pole. The relationship between side intrusions and the side struc-ture stiffness was analyzed. The acceleration of the unstruck side vehicle body was selected as the criterion for studying the influence of different side structure components on the side structure stiffness during pas-senger car pole side impacts. The behavior was analyzed using finite element simulations. The results show that the rocker and the lower part of the B-pillar are the key parts of the side structures in determining the passenger car side stiffness. Passenger car pole side impact crashworthiness is, therefore, most sensitive to these two components.     

Car Side Structure Crashworthiness in Pole and Moving Deformable Barrier Side Impacts

Introduction Side impact accidents rank high in almost every coun- try. Much research has focused on the development of countermeasures including the vehicle side structure energy absorption[1] and human response[2,3] in side impact events. New composite …     

基于ABAQUS有限元仿真的车辆碰撞护栏动力响应

当前基于车辆碰撞护栏的研究多以单一车型或单一碰撞位置为研究对象,侧重护栏结构或参数优化,较少探寻多车型多碰撞位置条件下护栏所受冲击而产生的动力响应规律。以国内常用的3mm厚波形梁护栏及三种车型(1.5t小型客车、10t中型客车、10t中型货车)为研究对象,基于ABAQUS有限元仿真软件,在三种车型及两个不同撞击点的情况下,分析护栏冲击加速度、护栏横向最大位移、护栏应力等变化动力响应指标。研究结果表明,不同车型撞击下护栏冲击加速度响应具有明显差异,10t车型撞击下护栏所受的最大冲击加速度显著高于1.5t小客车,可通过护栏加速度值判别碰撞事故车辆类型及危险程度;在10t车型不同位置撞击下,护栏的最大横向位移相差50%,最大位移均超过1m,最严重情况达1.35m,针对大型车辆通行率较高路段,护栏至路侧外边缘应留有1m-1.5m安全距离;不同车型碰撞下护栏受损跨数不同,1.5t车型碰撞下护栏应力最大值247Mpa,仅使护栏达到弹性变形阶段,护栏仍具有安全防护能力;10t车型碰撞下护栏应力最大值329Mpa,使碰撞点及前方护栏发生塑性形变,完全丧失防护能力,需及时对碰撞点前后跨数护栏进行完整更换,保证道路护栏处于完整防护能力水平。     

基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析

针对客车侧倾稳定性问题,建立了基于横向载荷转移七自由度动力学模型,并根据所获得实车试验数据验证了所构建模型的合理性.根据所构建的具有横向载荷转移七自由度动力学模型进行了不同车速下转向盘转角阶跃仿真,分析客车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响.仿真结果表明:客车后轮驱动轴为侧倾稳定性的危险车轴,当车速过高或前轮转角过大时,后轴首先离地.增大各轴轮距、降低簧上质量质心高度、提高客车悬架侧倾刚度,能够有效的提高客车的侧倾稳定性.     

麦弗逊悬架侧载弹簧多目标优化方法

针对麦弗逊式悬架系统中采用的新型不等曲率弯曲螺旋弹簧,以降低麦弗逊悬架减振器的侧载、改善悬架系统综合性能,并降低弹簧元件的生产成本为主要目标,在侧载弹簧理论研究的基础上,结合内点罚函数法、车辆系统动力学仿真和有限元分析,提出一种基于虚拟样机技术的多目标优化设计方法.以某国产小型轿车为例,对这种螺旋弹簧结构参数进行优化设计,并进行了车辆系统动力学仿真、弹簧台架试验和整车强化路谱试验.结果表明,该优化设计方法能使弹簧材料节省2.71%,减振器侧载降低至近似为零,车身加速度功率谱密度第一共振峰幅值降低约24.37%.     

初速度对被撞船舷侧结构影响

采用ANSYS/LS-DYNA建立了两船发生侧向对中垂直碰撞的非线性有限元模型,模型中考虑了材料非线性、几何非线性等因素;并以所建立的非线性有限元模型为基础,对被撞船舷侧结构碰撞性能进行了仿真研究,得到了碰撞力和能量随碰撞船位移变化的关系曲线,重点研究了碰撞船初速度的影响.数值仿真结果表明,不同的碰撞船初速度会导致被撞船舷侧结构产生不同形式的变形和不同程度的损伤.同时,通过仿真计算得到了某一确定碰撞情景下被撞船舷侧内、外壳破裂的临界速度,可以为海事部门制定海上限速避碰规则提供依据.     

公路坡度差对车辆尾气排放的影响分析

公路的几何线形设计直接影响机动车的尾气排放。为了探究凸形竖曲线路段前后坡差变化对小客车尾气排放的影响,以速度预测模型和多项式模型为基础,得到了凸形竖曲线路段不同坡差的逐秒速度曲线,统计分析不同线形组合条件下机动车比功率分布,基于综合移动源排放预测模型MOVES(motor vehicle emission simulator),得到不同坡差情况下凸形竖曲线路段尾气排放量。结合SPSS软件进行小客车单位竖曲线长度上CO₂排放量与坡差进行拟合,得到单位距离小客车CO₂排放量与坡差的关系,最后通过实测试验对模拟结果进行验证。结果表明,小客车在凸形竖曲线上行驶,前后坡度差代数值越大,尾气排放量越多。在四种主要排放物中,CO₂排放量最大,依次是CO、NO_x、NH₃排放量。研究结果对提高低碳公路设计水平具有一定的参考作用。     

基于车辆安全性的车门轻量化研究

基于乘用车整车侧方碰撞分析,研究了车门板金件强度和厚度合理设计,以在保证安全性前提下使车门达到轻量化。对车门板金件不同强度和厚度方案的可变形壁障侧碰、侧壁柱撞仿真计算和结果分析表明,车门板金件厚度和强度变化对柱撞安全性变化不敏感;车门中部加强板不宜采用过强结构;车门内板强度和厚度是影响车门侵入量的关键因素。目前,绝大多数车门通过板金件强度和厚度的合理设计,可以在保证安全性的同时实现车门减重10%以上的目标。     

乘用车风噪声模拟研究

对某乘用车风噪声进行了模拟研究.首先,采用大涡模拟模型（LES）计算了乘用车的瞬态外流场,然后,应用Lighthill-Curle声学模拟理论,以后视镜及A柱区域为噪声源,预测了车外场点的噪声特性,模拟值与测量值在高频范围内比较符合.根据流场和声学模拟结果,分析了后视镜的声学缺陷.通过取消原后视镜上的凹槽,增加后视镜与A柱之间的连接距离,减小后视镜迎风面积和构形等手段,对后视镜的声学敏感区域进行了修改.最后,对修改后的模型进行了噪声测量,试验结果显示,模型修改后风噪声有显著降低.