上海地铁6-8号线吸能结构的抗撞性优化

以上海地铁6-8号线前端吸能结构为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH和多学科协同优化软件iSIGHT进行碰撞数值模拟分析和吸能结构优化,得到吸能结构在大变形碰撞时的变形模式及各碰撞参数,并对动车组的吸能结构进行评估及最优设计,实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计,为吸能部件的再生产和研发提供必要的理论依据.     

铝合金车体前端结构抗撞性优化设计

为提高列车在碰撞事故中的耐撞性能并保证乘客的安全.以铝合金车体为研究对象,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对客车铝合金车体进行大变形碰撞仿真,并在此基础上利用多学科优化软件iSIGHT对车体前端吸能结构的进行优化,得出在碰撞过程中车体结构的变形模式以及车内乘客身体的受力和加速度情况,并对车体前端吸能结构进行最优化设计,满足轻量化要求,从而实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计.     

中低速磁浮车体前端结构抗撞性优化设计

以中低速磁悬浮头车为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对中低速磁悬浮头车车体进行大变形碰撞仿真,并通过研究车体前端部吸能结构中压溃管的壁厚、结构形状及焊接方式三大因素对其吸能特性的影响;确定了压溃管的最终实际优化方案,为吸能部件的研发和再生产提供必要的理论依据.     

不同厚跨比铝蜂窝吸能特性数值分析及优化

建立同厚跨比的5种不同胞元尺寸的铝蜂窝吸能模型,对蜂窝结构进行异面压缩的数值仿真分析,得到不同胞元结构的能量吸收指标.对各胞元结构进行以吸能最大,峰值载荷最小的多目标优化求解并通过均衡函数得到多目标均衡最优解.结果表明,不同胞元最优厚跨比具有较好的一致性.     

不同负泊松比填充结构在汽车前端中的应用

以汽车前端保险杠后的吸能盒为研究对象,结合传统内凹六边形负泊松比结构、双箭头负泊松比结构以及某弧边负泊松比填充结构,对比研究了不同填充结构在高速以及低速碰撞中对汽车前端的防护作用,分析了3种填充结构应用下的吸能盒变形模式、压缩量、吸能量、比吸能以及碰撞力峰值,结果表明:在低速和高速碰撞中,3种填充结构皆呈现出明显的负泊松比变形特性,与其他结构相比,弧边填充结构具有更好的吸能防护效果。     

汽车追尾碰撞保险杠结构的力学特性

针对交通事故中汽车的碰撞问题,运用动量守恒定理和能量守恒定律着重研究了汽车追尾碰撞情况下,汽车碰撞前部主要的结构吸能的优化方法。基于非线性ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分析了在车辆的前纵梁部分薄壁梁表面开矩形吸能孔的可行性,取得了优化的薄壁梁的有限元模型,并利用得到的优化模型进行了保险杠碰撞的力学分析。     

列车吸能系统空行程对列车碰撞性能的影响

为研究列车吸能系统空行程对列车碰撞吸能的影响,以某地铁车辆为研究背景,分别采用一维能量分配方法及三维整车碰撞模拟仿真方法,建立碰撞有限元模型,进行一辆地铁列车以25 km/h小时速度撞击相同静止列车的分析计算,研究吸能系统空行程对整车碰撞吸能的影响.结果表明,吸能系统空行程越大,列车对车辆前端主吸能单元吸能能力要求越高,对头车二位端中间吸能单元吸能能力要求越低.     

货车后部吸能装置40%偏置碰撞仿真分析

建立并验证了货车后部吸能装置全宽碰撞模型的有效性,按照ECE R94.01法规和PRO/E软件建立该装置的有限元模型,利用有限元方法对其进行40%偏置碰撞吸能性仿真分析,通过与货车后部原有结构进行对比分析,结果发现:该吸能装置可以避免轿车偏置追尾碰撞货车时钻入货车下部并吸收两者碰撞过程所产生的大部分动能,从而使轿车和货车本身结构的变形达到最小.     

基于ANASYS Workbench的保险杠低速碰撞仿真

建立并验证了某轿车保险杠碰撞模型的有效性,按照ECE R42法规和PRO/E软件建立该保险杠系统的有限元模型,利用ANASYS Workbench对其进行低速碰撞吸能性仿真分析,结果发现该保险杠结构可以吸收低速碰撞过程中所产生的大部分动能,使轿车其他部分的结构变形达到最小.在此基础上,针对碰撞仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了具体的改进措施.     

某车型左纵梁变形吸能模式优化分析

某车型在进行偏置碰撞试验时,产生左纵梁变形区域偏小,变形吸能模式十分不理想;同时导致能量后传,前围变形过大,无法满足碰撞吸能要求。通过系统分析左纵梁可变形区域、刚度特性、抗弯特性,针对存在的问题,优化了此款车型左纵梁上附件的布置形式及可变形区域,并在原结构基础上调整纵梁结构变形特性。最后,通过实车验证试验对结果进行验证,结果表明:优化后的整车结构碰撞安全性能能够满足碰撞安全要求,能够为星级目标达标提供理想的结构基础。     

多型负泊松比材料-结构协同设计

为提高负泊松比材料的刚度性能,同时保证负泊松比材料的冲击吸能特性,提出材料-结构协同优化设计,以泊松比最小为目标,微观材料设计区域各单元的相对密度为设计变量,优化得到多种体分比下的最优微结构,同时基于刚度最大的优化目标得到宏观结构的材料分布,根据宏观最佳材料分布来指导各微结构间的排列组合,建立多型微结构负泊松比材料模型。仿真结果表明：与单一型负泊松比材料相比,多型负泊松比材料有较好的刚度增强效果和更好的能量吸收能力。     

基于EN15227标准长编动车组耐撞性研究

依据EN 15227-2008+A1-2010标准对16辆长编动车组碰撞性能进行研究,首先通过列车能量分配优化计分析确定动车组吸能系统各吸能界面的平台力、吸能行程及吸能次序,使碰撞能量全部由可更换吸能单元吸收,保证车辆结构无损伤,并依据能量分配优化参数设计吸能单元及车体结构,最终建立16编组三维碰撞仿真分析模型应用LS-DYNA软件进行列车碰撞仿真验证,结果表明设计的16编组碰撞吸能系统满足列车防爬、司机室生存空间、碰撞减速度等标准要求.     

基于ANSA正面100％碰撞的某SUV车身耐撞性分析

为研究某SUV在100％ 正面碰撞事故中的耐撞性,基于ANSA建立某SUV整车正面100％ 碰撞仿真模型.依据《C-NCAP管理规则(2018年版)》法规中正面碰撞试验及评价方法进行碰撞分析,以B柱加速度、车门变形量、保险杠变形量、前围板侵入量等作为评价指标,对车身耐撞性进行评价分析.结果表明:保险杠与前纵梁变形良好,是碰撞过程中主要吸能部件;左右两侧B柱最大加速度分别为35 g、38 g,满足碰撞要求;门框变形量分别为22 mm、14 mm,满足变形要求;前围板最大侵入量为153.1 mm,超出目标值,需要进行结构或强度的改进和优化,并提出优化方案.     

基于近似模型与遗传算法的纯电动车传动比优化

以某微型纯电动轿车的开发为平台,利用iSIGHT软件建立了整车Cruise性能仿真集成流程,基于建立的高精度RBF近似模型和NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对样车传动系传动比进行了匹配优化。仿真结果表明:优化后汽车的动力性和经济性指标整体得以提升,且近似模型的应用使得寻优速度得到极大提高。本研究可为汽车动力传动系统参数的匹配与优化提供有效参考。     

基于凹坑非光滑体结构的车身气动减阻优化

以Mira斜背式模型为研究对象,将凹坑型非光滑单元结构引入到Mira模型的尾部。以气动风阻系数最小为优化目标,采用多岛遗传算法对凹坑型非光滑单元结构的特征参数进行优化设计。首先对凹坑型非光滑单元结构的特征参数进行实验设计,分析各参数对优化目标的贡献率;其次根据样本点与其响应值之间的数学关系,构建可信度高的Kriging近似模型;最后以此近似模型为基础,在各参数范围内寻求最优解。研究结果表明:在Mira斜背式模型尾部布置凹坑深度为6 mm、横向间距为37 mm、纵向间距为45 mm、直径为41 mm的凹坑型非光滑单元结构,减阻率最显著可达到8.3%。     

CRH5型动车组碰撞吸能结构研究

结合我国现有动车组端部吸能结构现状,介绍CRH5型动车组车体结构、碰撞吸能工况类型、车体碰撞仿真模型及碰撞吸能性能分析、碰撞吸能元件的材料和结构.对我国高速动车组吸能结构设计具有指导意义.     

不锈钢点焊车体结构的耐撞性研究

某不锈钢点焊地铁车车体正面碰撞时,因其吸能结构吸能效果不足,致使客室区域出现皱褶变形情况.通过研究车体吸能结构的材料特性、壁厚、预变形以及结构形状对其吸能特性的影响,筛选出最优车体吸能结构.车体改进后前端吸能结构吸能占车体总吸能的93.5%,较原方案提高28.2%.     

基于响应面法全液压湿式驱动桥壳可靠性优化

为解决湿式驱动桥壳结构传统优化中的低效性和不确定性,提出了一种将响应面模型与可靠性相结合的优化设计方法。该方法从建立全液压湿式驱动桥壳有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方案,利用最小二乘法构建驱动桥壳的二阶响应面近似模型。在此基础上,以驱动桥壳最大应力最小为优化目标,以驱动桥壳结构几何参数为设计变量,建立可靠性优化模型。对某驱动桥壳的优化结果表明,优化后的桥壳最大应力降低了10.91%,桥壳质量降低了10.93%,在满足相应强度要求的条件下有效降低桥壳的质量,达到可靠性设计的目的。     

基于改进CMOPSO的前端调速式风电机组优化控制

针对前端调速式风电机组多工况运行、强耦合、结构时变等控制问题,提出一种基于改进CMOPSO算法的变桨变矩优化控制方法.以液力变矩调速装置输出转速波动最小和前端调速式风电机组输出功率波动最小为控制目标建立目标函数,并对机组桨距角和导叶开度进行优化,采用模糊综合评价从非劣解中求取最佳解;以2 MW前端调速式风电机组为对象的仿真验证表明,提出的优化控制策略可实现风电机组的功率控制,可以平滑输出功率,降低功率波动.     

通勤班车出行线路优化研究

基于通勤班车出行者意向调查与分析,掌握班车出行行为特性,建立了基于ML模型的班车出行前端衔接方式选择模型,确定前端衔接时间.并以满足最大出行需求、线路总体通行时间最短的路径寻优双重目标,建立了班车线路优化模型,并通过启发式算法进行求解.研究结果表明,约占78.1%的班车出行者前端衔接时间占总出行时间的比例在0.2～0.5;85%以上的班车出行者希望(容忍)最早出发时间不早于实际出发时间,通过实例验证可通过通勤班车线路的优化设置来提高公共交通出行.