热成型件在铝车身B柱总成的应用

一款新能源铝车身开发过程中,热成型B柱总成结构应用替代铝材B柱结构,通过对整车侧碰CAE过程分析,通过对逐步满足侧碰分析目标。热成型材料因其可以利用单件热成形零件取代多层焊接结构,在汽车车身制造中应用越来越广泛。热成型零件的断面结构,是其能否达到高强度与轻量化两方面要求的关键。采用热冲压成型技术制得的冲压件屈服强度可高达1200MPa,且高温成型几乎没有回弹,具有成型精度高、成型性好等突出优点,因此引起业界的普遍关注并迅速成为汽车制造领域内的热门技术,广泛用于车门防撞梁、前后保险杠等安全件以及A柱、B柱、C柱、中通道等车体结构件的生产。     

侧碰工况下差厚板B柱过渡区网格处理

B柱是汽车侧碰的重要安全件,差厚板B柱目前在汽车中的应用越来越广,其过渡区的数目、位置和长度影响侧碰性能。基于传统的过渡区网格处理技术,更改过渡区参数极为复杂。将B柱中部画成许多水平条状网格,通过赋予水平网格不同厚度,即可实现过渡区参数的修改,大大简化了前处理流程。文章以某白车身侧围主要结构件为模型建立侧碰工况,对比发现,两种方法B柱侧碰性能相近。基于改进方法,做了一系列过渡区不同参数的侧碰试验,并对各参数侧碰性能进行了对比分析。     

汽车B柱轻量化设计及碰撞分析

介绍了汽车B柱的结构特点和性能要求。分析了采用热成型技术进行轻量化设计保证零件精度,并有效改善B柱强度提高侧碰安全性能。     

纯电动轿车侧面碰撞安全性能提升

阐述了侧面碰撞评价性能指标,并给出了侧碰过程中典型的3种B柱变形模式。针对电动车与传统车的区别,分析了电动车与传统车在侧碰过程中车身损毁程度的不同和对假人造成伤害的不同。通过对某款电动车具体的侧碰分析和实车验证,指出了其B柱变形模式不好,容易对假人胸部造成伤害,接着剖析车身结构,提出改善方案,对B柱中上部结构进行加强,对其底部进行减弱。再次进行仿真分析验证,证实了改进方案的合理性。     

轿车侧面柱碰撞和可变形壁障碰撞试验研究

为研究侧面柱碰及侧面可变形壁障碰撞试验特点,选取某B级轿车分别进行了Euro-NCAP中侧面柱碰试验和C-NCAP侧面可变形壁障（AE-MDB）试验。分析了车身加速度以及假人伤害特点,结果表明：侧面柱碰撞相比可变形壁障碰撞对乘员有更大的损伤风险,车身加速度更大,车身侵入量更大、局部变形更严重。为减少侧面碰撞伤害,需要增加碰撞侧车身局部强度,避免小区域重叠刚性碰撞。     

基于大壁障侧碰和75°侧柱碰的车身耐撞性和乘员损伤研究

基于侧面碰撞对乘员损伤的严重性,运用试验法和仿真法对某车型的侧面碰撞性能和乘员损伤进行研究。通过对车身侧面结构变形、速度响应、乘员损伤情况进行分析,得出了大壁障侧碰和75°侧柱碰的碰撞特性,并提出了B柱、前后门、门槛梁的优化方案。结果表明:相较于MDB壁障侧碰和90°侧柱碰,大壁障侧碰和75°侧柱碰对车身耐撞性提出了更高的要求,对前后排乘员造成了更严重的损伤。通过对侧面车身结构的优化,有效地降低了车身各部位的侵入量和侵入速度,增大了乘员的生存空间,提升了车身安全性。     

基于侧面碰撞的热成型高强度零件开发

以某型轿车为例,基于轻量化车身目标进行准静态三点弯曲和动态冲击数值模拟分析,获得了适合车身结构的高强度热成型零件。根据C-NCAP法规要求,通过动力显示仿真软件LS-DYNA建立了整车车身侧碰模型,将优化设计零件引入整车进行侧碰仿真对比分析。结果表明,采用1.6 mm热成型防撞梁替换原2.5 mm普通高强度钢防撞梁后,整车车身侧碰抗撞性能获得大幅改善且车体变形显著减小,车身质量减轻3.7 kg,整车减重0.28%。     

汽车侧面碰撞侧围结构可靠性优化设计

为研究侧围部件对整车侧面碰撞的影响,选取B柱内板、加强板、车门内板和防撞杆的厚度作为设计变量,结合试验设计、响应面模型、可靠性理论及优化算法,构建侧碰侧围结构可靠性优化数学模型,对侧围结构进行确定性与可靠性优化,并进行对比分析。分析结果表明:两种优化方法都能提高侧碰安全性,但确定性优化使得B柱最大侵入速度十分接近约束边界,相比于确定性优化,可靠性优化使得B柱最大侵入速度有所减小,吸能量有所增加,车门最大侵入速度减小3.1%,且各输出响应均远离约束边界值,B柱与车门最大侵入速度的可靠度提升了26.6%和10.5%,满足设计要求。故可靠性优化更能满足整车侧碰侧围结构耐撞性及可靠性要求。     

车身环状框架结构断面正向轻量化设计

在深入分析主断面库作用的基础上,研究了基于关键坐标及板厚的主断面属性计算方法,探讨了满足弯扭刚度及侧碰工况约束条件下车身前门环结构的优化途径。以车身刚度及侧碰性能为约束条件,主断面属性参数为设计变量,车身结构轻量化为设计目标,采用均匀拉丁超立方试验方法进行样本点的选取,以Kriging插值近似方法构造代理模型,运用冲量梯度下降算法对数学模型进行优化求解,并通过实车试验验证了该优化方案的可行性。     

基于侧面碰撞的车身B柱断面性能设计

基于GB 20071—2006《汽车侧面碰撞的乘员保护》试验条件及要求,提出车身B柱断面截面系数分析及计算方法。首先,依据汽车侧面碰撞试验条件,建立B柱力学简化模型,计算出B柱典型位置的碰撞载荷;再根据简支梁弯曲强度理论,分析计算B柱典型断面的最小截面系数;然后结合B柱侧碰变形趋势对人体伤害的影响分析,初步设定B柱各位置断面的截面系数;最后,通过对某标杆车型B柱数据的实例分析,验证该方法的合理性。     

汽车被动安全侧碰方面的研讨

中国侧碰法规的实施以及汽车侧碰事故中的高伤亡率,使汽车侧面的碰撞安全性越来越受到人们的注意。为了更好的保护乘员安全和提高汽车的侧面碰撞性能,可以对B柱、前地板横梁等车身结构进行优化,也可以对侧面安全气囊和侧气帘进行探究,使乘员在侧面碰撞中将伤亡降到最低。     

轿车车身在E-NCAP柱碰要求中的优化

E-NCAP柱碰是成人保护中的一项测评项目。根据E-NCAP柱碰要求,借助于CAE模拟分析、传力路径分析、Section-AD断面分析等手段,对柱碰关键路径的车身接头、车门防撞梁的布置、门槛断面设计、增强件的添加、TRB、Variform等新材料新工艺开展车身结构设计研究,探讨通过优化结构来满足柱碰要求的可行性。     

VRB技术在轻量化车身上的应用

轻量化是当今汽车工业面临的一大课题,如何在实现轻量化的同时又能保证碰撞性能是各大主机厂共同面临的问题和挑战。为了实现车身轻量化的同时又能保证碰撞性能这一目标,文章基于某款中高端新能源车型,通过在B柱应用变厚度轧制板（VRB）技术代替原始的B柱加强板拼焊方案,同时结合碰撞仿真分析技术,最终实现该款中高端新能源车型在满足碰撞性能的同时,降重10%的轻量化效果,方案应用对于行业有一定借鉴和参考作用。     

基于MPDB和25%偏置碰的白车身设计研究

驾乘体验化、安全健康化、节能降耗化以及日益严格的汽车安全评价指标对白车身产品开发提出了更高的要求。通过结合某高安全（2021版C-NCAP五星,2020版C-IASI G评价）燃油SUV车型白车身产品开发,围绕MPDB碰撞兼容性和25%偏置碰工况的解决方案及轻量化技术进行了设计研究,找到了一条有效解决路径。试验结果表明解决方案能够满足碰撞兼容性和轻量化要求。     

汽车侧面碰撞B柱结构优化设计

某轿车侧碰仿真试验过程中,发现B柱上端侵入量过大,针对B柱结构进行问题分析,提出结构优化方案。经仿真验证,优化后的结构满足碰撞要求和成型要求。     

6种高强钢材质的汽车B柱耐碰撞性能对比研究

在显式有限元软件LS-DYNA中,精准地建立研究汽车侧碰所需的MDB模型,并对某车型的B柱侧碰过程进行完整的数值模拟。模拟过程依次将B柱材质设置为DP590,DP780、MS1180、PHS1500、PHS1800和PHS2000,钢板厚度设置为1.2 mm、1.5 mm、1.8 mm、2.0 mm和2.5 mm。模拟完成后,提取各种材质和厚度的B柱典型节点侧碰后的位置坐标进行对比。对比结果表明:B柱表面最大位移和弯曲方式均与钢板强度密切相关,钢板的屈服强度越高,侧碰后B柱侵入变形量越小,但是高强度厚板制成的B柱容易在碰撞时发生压溃弯曲,引发零件失稳,综合以上因素,1.5 mm厚度的DP780为该B柱的最佳材质。     

基于侧碰耐撞性的B柱轻量化设计

研究了薄壁梁三点弯曲工况压溃力与材料强度和板厚的关系,并提出了一种B柱轻量化设计方法。对于B柱下端,侧撞时发生压溃折弯,可近似等效为三点弯曲工况,且用高延性高强钢代替普通的强度较低的高强钢,进行B柱下端的轻量化设计。至于B柱上端,因其侧撞时主要发生刚性转动,可等效为静力学问题,施加侧撞等效静载力,将B柱上端划分成N段,利用Optstruct软件对各段板厚进行优化。最后以某车型为例,将B柱上、下端优化方案导入整车侧撞模型中进行优化。结果表明优化后B柱关键部位的侵入速度和侵入量与原始设计几乎相当,证明该轻量化设计是有效的,优化实现了24%(1.9 kg)的轻量化效果,而其耐撞性不受影响。     

汽车侧面碰撞B柱结构参数化优化分析

通过"参数化+试验设计"的组合优化方法,对某车型的热成型连续变截面板(TRB)的B柱结构进行侧面碰撞性能优化设计。通过调用脚本文件的方法,实现B柱结构各个设计变量的参数化,之后通过试验设计分析,获取最优方案。该优化方案在侧面碰撞中保持良好的结构完整性,同时也满足车身结构轻量化的要求。     

汽车车身轻量化研究和创新应用

轻量化是汽车节能减排的重要技术路径,车身轻量化相比其它性价比更高。文章探索了车身轻量化的技术路线,该技术路线通过轻量化设计、轻量化材料和轻量化工艺来实现。通过此方法的研究并在实际项目中得以应用,实现了在满足性能要求的情况下降低车身重量的目的,使车身轻量化技术水平和车身开发能力得到提升。     

车身轻量化技术策略的研究和应用

概述了车身设计的基本性能要求及如何在满足性能前提下进行车身轻量化的做法.分别从结构拓扑优化、新材料和新工艺3方面阐述相关技术、方法和应用情况,最后结合当前开发技术状态和成本对轻量化技术应用的优先顺序作了概括.