GMT复合材料保险杠缓冲梁的轻量化设计

介绍了汽车轻量化与复合材料在保险杠缓冲梁上的最新进展。针对保险杠缓冲梁,从流程、设计、材料、分析、制造和试验等展开论述,通过模拟仿真分析及实验,验证了将玻璃纤维增强型热塑性塑料(GMT)材料应用于前端模块上能够满足安全法规的要求。     

提升平头客货车碰撞安全性能的新方法

在汽车碰撞安全技术中需要缓冲吸能结构，如轿车前部的发动机室，使碰撞能量耗散而实现保护乘员安全。但现有的平头客货车缺乏像轿车那样的发动机室缓冲吸能结构，巨大的碰撞力直接作用到在驾驶室上，导致驾驶室严重破坏、司乘人员的严重伤亡。本文提出了提升汽车，特别是平头客货车碰撞安全性能的新方法，即利用杠杆装置或液压加杠杆装置将碰撞能量传递到车轮轮胎上，通过挤压轮胎并利用轮胎的弹性来缓冲吸收碰撞能量，从而达到提升车辆碰撞安全性能，保护司乘人员安全的目的。     

生产装备

介绍了GMT材料的特性及其在国内外汽车上的应用情况。以某车型为例,对GMT材料应用于后防撞梁过程中的结构设计、模具开发和生产制造技术进行了研究,通过有限元分析方法分析了GMT后防撞梁在不同工况条件下的使用性能;并与860 MPa金属材料后防撞梁进行对比,从成本控制和轻量化等方面阐述了GMT材料的优势。     

汽车碰撞安全性能的虚拟试验技术

汽车碰撞安全性能是汽车质量的重要评价指标。本文首先分析了传统的汽车碰撞安全性能试验的方法和法规，在此基础上阐明了虚拟碰撞试验技术的优势和实施方法，最后详细介绍了虚拟试验场（VPG）技术在汽车碰撞试验中的应用。     

碳纤维单向布加固混凝土技术在旧桥改建中的应用

碳纤维单向布与配套树脂材料是加固维修钢筋混凝土结构的新材料、新技术，在北京北四环路健翔立交桥改建中，为使原盖梁设计荷载由汽车-15级提高为汽车-超20级，采用了该技术进行加固补强。主要介绍该桥采用的材料性能与施工工艺。     

装有"车辆正碰及追尾缓冲保护系统"车辆的安全性能分析

文中介绍一种新型汽车被动安全系统"车辆正碰及追尾缓冲保护系统"的工作原理及其性能分析,其核心部件名为内舱总成,包括所有座椅、转向盘、部分仪表板、安全带等。当汽车发生碰撞时,内舱总成可以前后移动并通过其下部的吸能套筒和弹簧吸收能量并缓冲,从而减小乘员碰撞时的加速度,提高汽车的安全性。文中通过MATLAB软件的应用,分别对系统效能以及系统应对不同车况时的安全保护效果进行分析。     

塑料后防撞横梁的选材及设计开发

文章以某款车型为例介绍塑料后防撞的设计开发过程。文章系统性地对三种材料的性能、成本、轻量化效果、应用成熟度等进行综合对比,确定塑料后防撞梁选材方案为GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)材料;随后根据材料特性及零件要求进行结构设计,并根据CAE分析结果对结构进行优化,避免了应力集中,对局部补强从而提高强度,开发了满足性能要求的GMT后防撞梁。开发的GMT后防撞梁方案可减少生产工序,具有良好的轻量化效果。同时在此过程中积累了防撞梁设计开发的经验:拖钩结构的布置位置对后防撞梁性能影响很大,布置位置不合理将会导致拖钩强度不足,拖钩结构位置要避免直接集成在塑料后防撞横梁上。     

轻质GMT在汽车顶棚中的应用

聚苯乙烯（PS）泡沫、聚氨酯（PU）泡沫、麻板、轻质玻璃纤维增强聚丙烯（GMT）在国内外汽车顶棚中得到了大量应用。文中通过实验对比分析各种顶棚材料,特别是PU复合板材料和轻质GMT材料,表明轻质GMT具有环保、可反复回收利用、力学性能和吸音性能优异、导热系数低等诸多应用优势。     

拯救生命的汽车安全装置

汽车安全研究的行业专家指出:汽车安全分为主动安全和被动安全．所谓被动安全．很重要的一点是发生交通事故时．汽车的安全性能程度。汽车安全性的好坏关键要看设计水平:以钢板的厚薄与安全性能的关系为例．钢板薄了．汽车轻了并不代表汽车安全性能的降低。汽车的碰撞强度主要是看钢板强度．而不是钢板的厚薄。汽车轻量化主要是用新材料．例如高张力钢板或高强度铝合金。高张力钢板的密度和普通钢是一样的．但强度是一般普通钢的两倍或者三倍。如果使用高张力钢板．厚度相应会稍薄一点．重量会减低一点．但是只要碰撞强度设计合适的话．还是能达到同等水平．所以汽车碰撞安全主要是依据于设计．而不是把一堆好材料和重的材料堆积在一起。     

新材料与新工艺在保险杠防撞梁中的应用与发展趋势

轻量化是未来汽车发展的趋势之一,保险杠防撞梁系统承担着汽车碰撞时能量传递与吸收的重要角色,一直是轻量化技术应用的重点。分析了近年来新材料与新工艺在保险杠防撞梁开发中的应用现状,得出多形态混合材料是未来保险杠防撞梁在材料轻量化应用中的发展趋势,而与新材料相对应的新工艺也会向多样化发展。最后指出,中低端车型的保险杠防撞梁由低成本的高强钢为主,而铝合金比重逐渐增大,超高强钢3D热辊弯防撞梁将逐步推广应用。     

车辆防追尾碰撞安全系统

高速公路的事故类型中追尾碰撞占了很大的比例,因而开发车辆防追尾碰撞安全系统是非常必要的。文章分析了影响行车安全的各种因素,建立了安全车距数学模型,利用现代技术,构造了一种车辆防追尾碰撞安全系统。指出此安全系统能减少由于驾驶员分心和疲劳等原因导致的交通事故,最大限度地提高车辆行驶的安全性。     

桥梁复合材料防撞方案研究

在介绍船舶撞击桥梁成因的基础上,分析桥梁防撞设施应达到的具体要求,并详细比较了现有的间接式、直接式防撞设施的特点与适用情况。基于现有桥梁基础防撞方案的局限性,经理论分析与试验研究,提出了自浮式复合材料防撞方案。该方案采用自浮式复合材料防撞箱系统,其外壳为耐腐蚀性能强、弹性性能好的纤维复合材料,内部填充强度与刚度较大的纤维复合材料空心缠绕管,紧挨船舶撞击部位为纤维复合材料耗能缠绕管。该防撞设施可使船舶撞击力保持在可控范围内,确保大桥结构安全,同时还可有效减轻船舶受损程度,具有造价低、耐腐蚀、绿色环保等优点。     

小红旗轿车的安全气囊

汽车在碰撞中利用乘员保护系统的约束作用避免或减缓乘员与车内结构二次碰撞对乘员造成的伤害。介绍了小红旗系列轿车匹配ＳＲＳ－４０驾驶员气囊的试验原则和乘员约束系统的一般开发方法。通过试验可知，小红旗轿车匹配了ＳＲＳ－４０系统后，驾驶员头、颈部伤害指标较不装气囊时有显著下降。     

基于线性路径跟踪控制的换道避撞控制策略研究

为实现车辆自主避撞，改善道路交通安全状况，提出一种基于线性路径跟踪控制的换道避撞控制策略。为实时确定制动和换道时机，获取跟车状态下自车和前车车速、加速度、相对距离以及驾驶人制动反应时间计算制动安全距离和换道安全距离，并在此基础上分别引入制动危险系数B和换道危险系数S评估制动与换道风险，使得车辆发生追尾碰撞的危险程度和主动干预阈值更直观。根据车辆期望横向加速度和期望横向位移的变化特性，采用5次多项式法规划符合驾驶人换道避撞特性的避撞路径。为保证换道避撞过程中驾驶人的安全舒适，采用最大横向加速度约束换道避撞轨迹。为实现对换道避撞路径的线性跟踪控制，保证车辆的操纵稳定性和横摆稳定性，基于车辆稳态动力学模型建立前馈控制，结合线性反馈控制消除换道路径的位置和横摆角偏差，修正参考路径实现直车道场景追尾避撞控制。仿真和实车交叉验证试验表明：根据车辆期望横向加速度和期望横向位移建立的符合驾驶人换道避撞特性的五次多项式换道路径与驾驶人实际换道避撞路径基本吻合，结合碰撞时间和车间时距的制动避撞控制策略能够在保证车辆行驶安全舒适性的同时有效避免车辆追尾碰撞，减少交通事故的发生。     

缆索护栏安全性能研究

缆索护栏是柔性护栏的一种,具有缓冲能力强、适应性强、造价低、美观通透等优点,在国内外曾经使用过,最根本的是它对车辆及乘原的安全性能。本文通过实车与多种结构的足尺缆索护栏进行碰撞试验,对获得的碰撞车辆和假人各项试验数据进行分析,能够较为准确的研究缆索护栏安全性能,总结缆索护栏的优缺点以及近年来在国内的应用情况。结果表明缆索护栏具有很广泛的应用前景,而其安全防护性能需要更深一步进行研究。     

预溃拉伸吸能结构的构建、分析与优化

本文中基于对拉伸吸能方案优越性的分析,创新性地提出了一种能有效提升碰撞吸能性能的预溃拉伸吸能结构。首先通过吸能盒的压缩试验和标准拉伸样件的拉伸试验,表明了拉伸吸能具有更高比吸能的优点。随后构建了一种利用吸能杆拉伸吸能的预溃拉伸结构,通过有限元碰撞仿真分析其碰撞形变和吸能特性,并对其板厚参数进行优化。结果表明:新型结构充分发挥了材料拉伸吸能原理的优势,其比吸能比传统结构高40%,碰撞安全性能明显提升。     

提高汽车耐撞性的能量吸收结构撞击吸能特性研究

安全法规对车辆的耐撞性能提出了要求，性能优越的能量吸收结构可以有效地改善汽车的耐撞性能。文中研究了多种金属材料的薄壁圆柱管沿轴向压缩的历程，总结了轴对称叠缩型、过渡型、非轴对称叠缩型和翻裂型４种典型的破坏模式，它们与能量吸收机理和冲击历程紧密相关。比较了不同类型吸能结构的缓冲和吸能性能，并对这类能量吸收结构的设计提出了建议。     

Mazda 6轿车的车身设计特点分析

详尽地阐述了Mazda6轿车的车身设计特点：具有新颖的动感外形；内饰设计充分运用人机工程学和视觉工程学的理论方法，展现出宽敞的空间和独特的风格；装备了完整的车身附件及安全装备；车门采用模块化设计。具体介绍了Mazda6轿车车身的防碰撞结构，该车型能够满足55km／h正面碰撞、55km／h侧面碰撞以及美国的80km／h斜后碰撞要求。     

车辆对桥墩撞击力仿真分析及简化计算

为研究车辆撞击桥墩过程中的撞击力及其简化计算方法,采用有限元软件建立等效车辆-桥墩碰撞模型,在验证等效车辆模型合理性的基础上,改变撞击速度得到撞击力时程曲线;提出将车辆碰撞桥墩视为匀减速过程的撞击力简化计算方法,并将简化计算方法撞击力结果和其它3种方法结果以及国内外规范取值进行对比.结果表明:撞击过程中车辆撞击力先后出...     

汽车用先进高强钢板材断裂性能研究进展

根据汽车碰撞过程的动态应变响应和大变形特点,针对汽车用先进高强钢板材,从断裂失效机理、影响材料断裂行为的关键因素、断裂预测模型、基于复杂承载工况下材料的断裂预测模型建立方法等多方面进行论述。基于应力三轴度、洛德角、应变速率及极限断裂应变于一体的断裂准则模型,相比于传统方法可实现对汽车安全件碰撞性能的高精度预测,具有行业推广应用价值。