基于试验标定的轿车碰撞焊点失效模拟方法研究

研究了在轿车有限元碰撞仿真中准确模拟焊点失效的方法。对点焊样件进行拉伸和剪切力学实验,建立了试验的一维焊点有限元模型和相应的失效模型,使用数值优化等方法,对焊点失效模型的参数进行了校核标定,使仿真中焊点的受力和失效后吸收的能量与试验的偏差最小。应用此方法在仿真中再现并解决了某次碰撞试验中出现的焊点开裂问题。提出了建立车身焊点失效参数数据库的设想。     

某N_1类车辆安全带固定点强度对标及改进

为了对标某N_1类车辆安全带固定点的失效情况,釆用带热影响区的实体单元模拟焊点,搭建仿真模型,模拟整车50 km/h正面碰撞试验。对标结果显示,仿真中安全带固定点的失效情况与试验结果基本一致。对车身结构进行改进,在薄弱部位增加焊点和加强板,改进后安全带固定点保持完整。在此基础上,重新进行50 km/h正面碰撞试验,试验结果显示安全带固定点未失效,改进方案满足设计要求。     

整车焊点失效预测的研究及应用

通过在CAE模型中对焊点添加失效判据,解决了汽车碰撞有限元模拟中难以准确预测焊点失效的问题。基于焊点力学性能试验获取的焊点失效参数建立焊点失效判据;通过多焊点部件的仿真与试验对比,验证了焊点失效判据的有效性。结果表明,添加焊点失效判据能反映真实的焊点受力和失效情况。在整车碰撞模型中进行焊点失效预测,并通过与实车碰撞结果的对比,表明该方法能准确预测出实车碰撞中的焊点失效情况,对整车碰撞安全设计具有指导意义。     

针对儿童座椅拉拽失效的车身结构改进

在乘用车前期设计阶段,为让儿童保护的安全性能得到控制和优化,以某乘用车根据国家安全法规要求进行儿童座椅拉拽台架试验时,ISOFIX固定装置出现焊点从车身上拉脱失效为例,基于焊点热影响区损伤的焊点失效准则和钣金断裂失效准则,运用有限元分析对其进行虚拟评估和结构改进,有限元分析与试验结果吻合良好.改进结构通过了儿童座椅拉拽...     

汽车动力总成悬置的碰撞失效模拟研究

汽车动力总成悬置在正面碰撞中对纵梁变形模式有着重要影响。为准确预测悬置的碰撞断裂失效行为,开展了铸铝材料的力学性能试验。基于Crach FEM韧性失效准则,建立带有失效准则的铸铝材料卡片,通过对悬置支架的落锤冲击试验和模拟对标,验证了铸铝材料卡片的准确性和悬置建模方法的可靠性。整车碰撞仿真结果表明,Crach FEM失效模型能准确模拟悬置断裂失效过程,使纵梁变形模式和车身加速度响应更贴合试验结果,提高汽车动力总成碰撞仿真的精度,为碰撞性能开发提供仿真评估手段。     

焊点高速性能评价及材料卡开发

基于载荷和弯矩的失效模型,通过焊点搭接拉伸、剥离拉伸、十字拉伸3种断裂试验,获取试验数据,通过数据处理,确定焊点100#材料卡所需标定参数。并对所获得的材料卡进行模拟验证,确认100#材料卡在整车碰撞过程中,关键敏感部位焊点失效预测可以达到90%以上的准确性。     

基于耐撞性的前纵梁焊点模拟及其优化设计

建立了3种焊点有限元模型,并通过薄壁梁(代表前纵梁)落锤试验,验证其模拟精度。结果表明,Beam单元最适合碰撞过程中焊点的模拟。分析了焊点失效对耐撞性的影响,同时采用试验设计和响应面法,对薄壁梁的几何参数和焊点位置进行了优化。结果提高了耐撞性,减小了焊点失效的风险。实车试验证明了该方法的合理性。     

数据处理在试焊过程中的应用

车身拼焊所用差强差厚钢板进行料片试焊试验,根据焊点的检测结果调整焊接参数,试验数据的有效性关系焊接参数的准确性进而直接影响白车身焊点质量。运用统计学拉伊达准则、t检验准则、狄克逊准则处理焊点检测数据,剔除坏值并弥补漏失数据。采用数理统计方法处理试验数据能减少系统粗大误差对结果的影响,提高车身焊点质量。对于同样需要大量试验数据支撑的焊点有限元分析建模也有实际意义。     

基于Johnson Cook失效分析的座椅背板结构优化

依据法规GB 15083-2019《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》,对带座椅背板结构车身进行行李动态冲击仿真分析,并对仿真分析与试验结果进行相关性分析。针对座椅背板结构失效,在有限元仿真模型中引入Johnson Cook失效模型,来提高CAE分析结果与试验的相关性。在对标相关性良好的有限元模型基础上,引入DOE正交试验矩阵,进行座椅背板结构及连接螺栓等级的综合优化设计,确保车身结构及座椅总成满足行李动态冲击法规试验的要求。     

微型客车白车身碰撞特性的试验研究

为研究某微型客车的正面碰撞性能，验证通过“逆向工程法”所建立的白车身正面碰撞仿真模型，进行了白车身的正面碰撞试验。详细叙述了试验的准备、试验方法和结果。所得到的白车身加速度以及冲击力时间历程曲线等试验数据可以用来验证白车身有限元碰撞模型。