一种应对MPDB工况碰撞相容性的车辆前端设计研究

Euro NCAP(New Car Assessment Program,欧盟新车评价规程)在2020年加入正面MPDB(Mobile Progressive Deformable Barrier,正面可变移动壁障)碰撞工况,并加入碰撞相容性评价。对MPDB碰撞工况及碰撞相容性评价规程进行了简要介绍,识别出现有某车型在MPDB工况试验后碰撞相容性的典型问题;对一种应对MPDB工况碰撞相容性同时兼顾其他典型碰撞工况的车辆前端优化设计思路与过程进行介绍说明,为其他需满足相应评价规程要求的车型提供了设计参考。     

针对行人髋部碰撞保护的汽车前端造型与结构概念设计研究

分析了汽车前端造型因素对行人髋部碰撞的影响,提出了以降低碰撞能量输入为目标的车型外轮廓设计方法,并建立了髋部冲击器与某实车车型发动机罩前缘碰撞模型。基于该模型对其行人髋部碰撞保护性能进行了分析评估,结合各个碰撞位置的局部结构特征,进行了有针对性的结构改进设计。仿真结果表明,通过增设可变形吸能结构、削减局部结构刚度等措施,可以改善髋部冲击器的碰撞波形,降低损伤指标的峰值,为以Euro NCAP评价为目标的实车造型和结构设计提供参考。     

基于汽车前端刚度分析的降低小腿加速度快速设计方法

现行法规用行人小腿模块碰撞试验方法来评估汽车的行人腿部保护性能,对汽车前端结构的设计提出了新的要求.本文中提出了一种基于刚度的控制策略,以辅助工程师快速确定导致小腿加速度峰值超标的原因.通过前端结构不同位置、尺寸和刚度参数的组合,进行了24个有限元碰撞模拟,分析了前端结构各设计参数对其综合刚度以至加速度峰值的影响.最后给出该策略在某实际车型的应用实例.     

基于MPDB工况的整车兼容性指标优化

在2021版中国新车评价规程（C-NCAP）中,正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞试验（MPDB）取代了原有的正面40%重叠可变形壁障碰撞试验（ODB）,并首次提出了整车碰撞兼容性指标考核要求。为了确保整车碰撞兼容性指标在详细设计阶段满足要求,需要对整车进行碰撞兼容性优化分析。文章首先对某款中型运动型多用途汽车（SUV）进行有限元碰撞仿真建模与MPDB工况分析,提出碰撞兼容性优化方案,最终进行计算机辅助工程（CAE）对比验证。结果表明,通过增加车辆前端与壁障之间的有效接触面积,并进行车身刚度匹配,可大幅度降低整车兼容性罚分,同时也为后续新车型设计开发提供参考依据。     

面向行人下肢保护的汽车前端结构刚度优化设计

为改善汽车的行人下肢保护性能,提出了一种基于多刚体动力学模型的汽车前端结构刚度设计方法。依据下腿型对保险杠的碰撞试验和汽车前端结构的有限元模型,仿真获得腿部碰撞区域的刚度参数和汽车前端的几何位置参数,在Maydymo中建立了该模型。利用全局响应法(GRSM)进行优化求解。以下肢胫骨加速度、膝部弯曲角度和膝部剪切位移这3个伤害指标归一化后的均方估计(MSE)为优化目标,以保险杠和副保险杠的屈服力和最大变形量为4个设计变量。结果表明:目标函数降低了73.9%,胫骨加速度下降了50.3%,膝部弯曲角下降了48.9%。这说明:对汽车前端结构刚度的优化可以有效提升其行人下肢保护性能。     

基于EuroNCAP行人头部保护的某SUV车型建模与优化

基于2013版本EuroNCAP行人保护5星评价标准,建立了某SUV车型前端结构有限元模型,利用头模撞击器,结合试验结果,对该sUv车型行人保护头部碰撞性能进行了试验和仿真分析,同时结合各个碰撞点的局部结构特征,对车身局部进行了有针对性的改进设计.结果表明,优化后的车身结构降低了头部模型碰撞加速度和HIC15值,提高了行人头部保护性能.     

基于行人保护柔性腿碰撞的前保险杠结构优化

在开发某车型时,参考2018版中国新车评价规程(C-NCAP)中柔性小腿(Flex-PLI)碰撞规则,运用计算机辅助工程(CAE)技术,对其前端保险杠结构进行优化。基于前端碰撞模型的简化模型,分析了前保险杠结构布置尺寸与碰撞伤害指标的相关关系,确定了优化方案,并通过CAE仿真分析验证了该优化方案的可行性。以上研究为改进行人保护柔性腿型碰撞的车辆前保险杠结构设计提供了参考。     

汽车前端结构的行人大腿碰撞保护性能研究

介绍了Euro NCAP近几年上腿型冲击WAD775的试验结果,以及针对该性能,汽车前端的造型优化和结构设计方法。以某车型为例,采用HyperMesh软件建立了其前端上腿型冲击WAD775有限元模型并进行仿真分析。从零部件结构优化角度,提出对保险杠本体及其附件进行局部结构弱化的改进方案。经过分析,采用新方案的车型该项得分从2.963分提升至满分6分。     

基于全宽可变形壁障测试的车对车正碰撞的相容性

为了降低交通事故中的乘员伤亡率,用全宽可变形壁障(FWDB)测试方法,分析和评价了2款车型的车对车正碰撞的相容性。按照欧洲车辆安全促进委员会第15工作组(EEVC-WG15)的标准,建立了FWDB有限元模型;采用英国交通实验室(TRL)台车碰撞试验方法,进行标定。以碰撞作用力平均高度和车辆前端等效刚度2个参数,作为FWDB碰撞分析的评价指标,并以车对车正面100%重叠碰撞,进行验证。结果表明:FWDB碰撞分析结果与车对车碰撞分析结果相一致。这说明:FWDB测试方法能反映出车辆的碰撞相容性能,为改善碰撞相容性提供指导。     

某车型后端低速碰撞性能分析及优化研究

本文通过对某车型建立低速碰撞CAE仿真模型,结合仿真结果和结构特点找出了影响低速碰撞性能的相关参数。针对这些影响参数,在现有布置结构的约束下,对方案进行优化,最终通过CAE仿真和实车试验共同验证了优化方案的可行性。该研究为改进低速碰撞性能和车辆后部结构设计提供了参考。     

汽车行人碰撞抛射仿真模型

利用PC-Crash软件进行车辆与行人的碰撞仿真试验,提出了第一落地点抛距理论模型,将车辆与行人的碰撞划分为车辆前部与行人的后部和侧面碰撞两种类型,碰撞车型选择当前广泛使用的发动机舱盖略向前下倾斜的梯形前端轿车,建立了车辆与行人后部、侧面碰撞抛距模型和综合碰撞抛距模型,分析了行人相对车辆前端的不同位置对抛距的影响。最后将文中提出的模型与国外行人抛距模型进行对比,结果证明该模型是有效的。     

一种针对C-NCAP中MPDB工况碰撞兼容性的优化方法

本文中对中国新车评价程序(C-NCAP)2021年版中首次引入的移动渐进变形壁障(MPDB)碰撞试验工况进行了介绍,对碰撞兼容性的评价指标进行了说明,并提出了一种针对于MPDB工况碰撞兼容性的优化方案。仿真分析与验证的结果表明,此优化方案可明显改善碰撞兼容性得分,可应用性强。     

保护行人大腿的汽车前端结构的研究

为进行行人保护研究,建立了某车型前端的有限元模型,并通过试验验证了该模型的精确性.以提高EuroNCAP行人大腿碰撞试验的得分为目标,对汽车前大灯采取了自身刚度弱化的措施,试验结果表明效果良好.文中还尝试将安全气囊运用到发动机罩上,仿真计算验证了该安全气囊对行人大腿保护的有效性.     

地震作用下桥梁结构碰撞单元参数确定研究

地震作用下相邻桥梁结构间存在碰撞效应,该效应属于动力学问题,并受多种因素的影响。文中针对碰撞单元刚度参数取值这一因素进行分析。介绍了碰撞作用的基本理论,分析碰撞作用对桥梁结构的具体影响,利用miads软件建立连续梁桥计算模型并施加地震波,针对碰撞单元刚度的取值分8个工况进行分析,以论证其对碰撞效应的影响,以便确定最合理的刚度值。     

基于Euro-NCAP评价规程行人柔性腿型碰撞试验

为了减少行人小腿碰撞伤害,参考2014年版的欧盟新车评价规程(Euro-NCAP),对某车型进行柔性腿型(Flex-PLI)碰撞试验;评估了行人小腿碰撞得分,以此来分析影响胫骨伤害及膝部伤害的关键因素。结果表明:车辆前端与胫骨接触位置结构刚度对胫骨弯矩值影响较大;膝部韧带伸长量与膝关节上部及下部相对运动有关。因此设计时,应避免因车辆前端结构刚度过强导致胫骨弯矩超标准;应通过调整膝关节上部及下部侵入量来改善膝部韧带伸长量。这些结论,可为改进车辆前端设计提供参考。     

纯电动SUV正面25%偏置碰撞仿真和优化

为研究某款纯电动SUV在正面小重叠碰撞下的安全性能,根据美国高速公路安全保险协会发布的测试规程,应用ANSA软件建立纯电动SUV正面25%偏置碰撞模型,利用LS-DYNA显式求解软件进行了计算。通过HyperView后处理软件分析了整车加速度、前围板最大侵入量、关键部件变形和吸能情况,发现该车型碰撞力有效传递路径为上纵梁传递到A柱,轮胎通过悬架系统传递到中地板边梁和门槛梁,而关键吸能部件(吸能盒和前纵梁)没有成为有效的碰撞力传递路径;乘员舱相关部件(A柱、A柱上边梁及中地板边梁等)刚度不足,该车型乘员舱变形严重。针对该车型在正面25%偏置碰撞试验中乘员舱变形严重的问题,从改善碰撞力传递路径和采用轻型铝合金材料以提高乘员舱刚度两个方面进行了优化。结果表明:整车碰撞安全性得到有效提高,乘员舱侵入量明显减小,前围板最大侵入量由246.59 mm减小到151.29 mm,降低了38.65%,结构评级由"差"提升到"良好"。针对提高乘员舱刚度后整车加速度峰值过大的问题,进行了L9(34)正交试验分析,得到了在前围板最大侵入量由151.29 mm降低到146.49 mm的前提下,整车加速度最大峰值由55.86g降低到44.77g的最优组合方案。     

某车型排气系统振动特性分析及优化设计

某车型在NVH性能测试中的隔振性能较差,经测试分析后确定其原因为排气系统吊钩的传递力过大。为了改善该车型的隔振性能,文章建立了排气系统的有限元模型并分析其振动振动特性。然后,选取5个橡胶吊耳的刚度作为设计优化变量,以5个吊钩的传递力为优化目标,通过ISIGHT平台集成多种有限元软件自动建立了橡胶吊耳Z向刚度与传递力峰值的响应面近似优化模型,采用LSGRG算法求出近似模型的最优解,达到了对吊耳刚度优化的目的。     

某车型偏置碰撞车身结构优化

针对某车型在偏置碰撞试验中小腿得分较低的问题,对64 km/h偏置碰撞试验小腿失分过多进行原因分析,制定相应的结构优化方案,在CAE软件中建立有限元模型,通过试验验证了模型的准确性,利用该模型对改进方案和原方案进行分析对比,确定了可行方案,并将改进方案应用于实车试验中,结果表明,改进方案小腿得分大幅提升,所提出的优化方案可行。     

乘用车MPDB工况碰撞兼容性研究

对影响移动渐进式变形壁障(Mobile Progressive Deformation Barrier,MPDB)工况碰撞兼容性的关键因素(整备质量、结构强度)进行了分析研究,总结了整备质量与乘员负载指数(Occupant Load Criterion,OLC)之间呈线性关系,车身前部结构强度对击穿问题影响明显,通过改善前部结构强度可以很好地改善该问题,同时给出结构设计建议,为其他车型设计提供参考。     

基于行人保护的SUV车型前端造型设计研究

分别对SUV车型行人头部、腿部碰撞区域造型特点进行分析,提出发动机罩、通风盖板、翼子板、发动机罩前缘、前保险杠、散热器格栅的造型控制策略.同时提出前保险杠造型支撑区域概念,并利用MADYMO分析模型,在前保险杠前端零部件刚度一定的条件下,找出其最佳位置关系.结果表明,优化后的SUV车型前端造型可有效控制伤害值,有利于提高行人保护性能.