低速碰撞过程中前保结构的改进设计研究

为降低保险费用,要求车辆的主要结构在低速碰撞过程中不会产生永久性破坏。因此,文章基于RCAR试验标准,建立了某车型的低速正面碰撞有限元模型,并通过与试验结果的比较证实模型的有效性。在此模型的基础上,针对该车型在低速碰撞过程中出现的问题,对其前保险杠的吸能盒进行了改进设计,通过系统试验与整车试验,验证了设计结构的有效性,为相关设计提供重要的指导意义。     

针对欧盟RCAR保险杠测试的关键部件设计原则

为减少汽车低速碰撞中对各种零部件的损伤,降低维修和保险费用,在产品开发阶段应控制汽车前部关键部件设计结构。文章介绍了欧盟RCAR标准中低速保险杠碰撞的测试方法和评估手段,从汽车安全性和可维修性方面对前后保险杠、防撞梁和吸能盒等主要吸能部件的材料和结构设计提出了8点建议。合理的车体前部结构设计有利于各方面安全性能的满足,希望我国相关部门尽快出台低速碰撞法规,用以指导新车型前部结构的设计研发。     

某车型吸能盒碰撞中非常规变形问题研究

以某车型在低速碰撞中吸能盒非正常变形问题解决为例,首先对仿真分析与试验结果进行相关性分析,获得能够真实复现试验中问题的仿真模型,然后在此模型基础上进行试验问题原因分析及吸能盒结构优化,最终制定问题解决方案,并通过理论验证方案有效性。最后通过实车低速碰撞试验验证,确保该车型低速碰撞性能满足公司性能设计目标要求。     

高强度铝合金型材防撞梁碰撞性能研究

铝合金挤压型材已经广泛应用于汽车结构件,同时使用手段也越来越精细化、科学化。以典型的铝合金挤压型材防撞梁总成为研究对象,以仿真模拟优化设计为先导,研究了不同性能的横梁和吸能盒匹配下,各防撞梁总成在汽车修理研究学会（Research Committee of Automobile Repairs, RCAR）低速碰撞和C-NCAP法规高速碰撞条件下的综合性能;并基于新开发的380 MPa级高强度6XXX系铝型材的力学性能优势,所制备的防撞梁总成在台车碰撞试验验证中性能表现更优,即在高速碰撞工况下,采用更高强度铝型材横梁能够降低外界对车身的冲击、减小最大侵入量,有利于车内乘员的安全保护。     

钢管压扁吸能式减速护栏方案可行性研究

基于钢管压扁吸能机理,通过在组合式护栏的横梁上设置钢管吸能构件,设计出一种适用于雅泸高速公路连续长大下坡路段的减速护栏。根据计算机仿真分析结果可知,车辆贴靠碰撞减速护栏时钢管压扁变形,使车辆的动能转化为吸能钢管的内能,可有效降低车速。设置吸能钢管可减小组合式护栏的最大动态变形量和横梁变形范围,对组合式护栏的碰撞后维护是有利的,吸能钢管在车辆碰撞护栏过程中的性能表现可满足设计要求。     

汽车正撞吸能部件改进的计算机仿真

本文为了改进某一整车的前碰撞性能，应用计算机仿真技术对该车的前碰吸能部件进行了碰撞仿真改进研究。由改进前后的整车有限元模型碰撞仿真计算结果与改进前后的实车碰撞试验结果的对比表明，部件的碰撞仿真设计是确保设计车辆具有良好碰撞性能的一种重要的方法和手段。     

内高压碰撞吸能盒的耐撞性能开发

以某A级车前碰撞吸能盒为研究对象,通过仿真优化、总成试验、台车试验、整车试验的耐撞性能开发流程,实现内高压吸能盒的耐撞性能开发和验证。在保证结构更改对耐撞性能、约束系统性能影响尽可能小的前提下,进行了吸能盒等安全部件的性能开发。结果表明,与原有冲焊结构相比,内高压结构的变形一致性更高,质量降低3%,成本降低4.2%,RCAR工况下总成吸能增加26.7%,具有较好的综合性能优势。     

乘用车前保险杠系统耐撞性分析与优化

针对行人保护柔性腿型(Flex-PLI)、RCAR低速碰撞、高速偏置碰撞3种工况,采用有限元建模方法,对某车型前保险杠系统进行耐撞性仿真分析,分析表明该车前保险杠系统不能满足碰撞安全性要求。以前保险杠系统主要结构参数为变量进行正交试验设计,利用综合分析法对前保险杠结构进行优化匹配。在结构优化的基础上,以厚度为变量利用响应面和多目标遗传算法对前保险杠系统的安全性能和质量进行了进一步优化,其整体耐撞性能得到提升。     

轿车B柱的优化及对侧面碰撞安全性的影响

应用计算机仿真技术对国产某小型轿车的侧面碰撞吸能部件B柱进行了碰撞仿真,并对其进行了有限元结构优化计算分析与研究。由改进前后的整车侧面碰撞仿真计算结果对比表明,部件的碰撞仿真设计是确保设计车辆具有良好碰撞性能的一种重要的方法和手段,应用有限元法进行结构优化设计是一种有效的方法。     

复合材料前防撞梁变截面多工况多目标优化设计

本文中综合考虑汽车低速碰撞中的角度和对中两种碰撞工况,结合碳纤维/环氧树脂材料的特点,提出了一种变截面复合材料前防撞梁设计方法。首先,通过低速碰撞两种工况中前防撞梁的仿真计算发现,在等厚度的情况下,为满足侵入量的条件,对中碰撞时所要求的厚度远远大于角度碰撞时的要求,因此,根据对中碰撞时前防撞梁的受力和约束条件,为其提出了中间厚两端薄,即变截面的设计方案。然后,以最小化吸能盒截面力和前防撞梁质量为目标,许用侵入量为约束,两种截面厚度和加厚区域长度为设计变量,基于采集的试验点构建吸能盒截面力和前防撞梁质量的Kriging代理模型,利用NSGA-Ⅱ算法对其进行多目标优化。最终的结果表明,在满足性能要求的基础上变截面设计使复合材料前防撞梁的质量分布更为合理,在不增加质量的条件下,角度和对中两种低速碰撞工况中耐撞性能都得到提高。     

基于RCAR正面保险杠测试的约束系统标定原则

欧盟RCAR自2011年1月新增保险杠低速碰撞的测试程序,并将测试结果正式加入保险等级评估程序中.若碰撞过程中气囊起爆,不但会增加维修成本,而且会影响保险等级和汽车销售情况.通过分析某车型在10 km/h保险杠测试工况下30～50 ms处碰撞传感器位置的加速度、速度与点火阈值的关系,提出低速碰撞约束系统设计原则.为权衡气囊误爆与汽车可维修性的关系,应在设计初期合理安排约束系统标定和分析,将此工况纳入约束系统标定试验矩阵中.     

基于参数化白车身的前纵梁响应面优化设计

以前纵梁为研究对象,基于SFE Concept参数化白车身模型,对正面100%刚性墙碰撞下的整车耐撞性能进行数值模拟和优化设计。文中引入"分析驱动设计"的理念,综合考虑有效加速度、效率、侵入量等多个评价指标,对纵梁的截面、厚度、长度等参数进行DOE实验设计并建立数学模型,总结各设计变量对碰撞性能的影响规律,最终得到纵梁的最优化设计,提高了整车的耐碰撞性能。     

轿车改进车型的正面碰撞仿真模拟研究

汽车制造厂会根据市场需求对现有车型进行改进。改进车型的开发周期一般比较短,通过CAE模拟可以在短时间内完成。本文以奇瑞公司某款车型的改进为例,介绍了针对汽车正面碰撞性能的设计,建立LS-DYNA的有限元模型模拟车辆正面碰撞刚性墙,优化车辆前部结构,将LS-DYNA运算输出的车体加速度作为MADYMO的输入条件,分析对比乘员保护效果,保证了原有安全气囊与改进后车型的匹配性。     

车身钣件材料对正面偏置碰撞安全性的影响

采用正交试验方法分析车身钣件材料变更对汽车正面偏置碰撞的安全性的影响程度。建立了某车的正面偏置碰撞模型,提出了对偏撞安全性的评价指标,对多个不同钣件材料更换组合进行了仿真分析。最终得出了各钣件材料变更对各个评价指标的影响程度和排序。     

基于Kriging模型的车身耐撞性优化设计

采用最优拉丁方法进行试验设计,基于Kriging模型建立汽车耐撞性评价指标的替代模型,然后利用替代模型建立耐撞性优化的数学模型并进行耐撞性优化。结果表明,基于Kriging的替代模型的拟合精度较高,采用该模型进行的优化可提高汽车的耐撞性。     

Comparison of the optimum designs of center pillar assembly of an auto-body between conventional steel and ahss with a simplified side impact analysis

This study compares the optimum designs of center pillar assembly with advanced high-strength steel (AHSS) to that of conventional steel for crashworthiness and weight reduction in side impacts. A simplified side impact analysis method was used to simulate the crash behavior of the center pillar assembly with efficient computing time. Thickness optimization aims to perform an S-shaped deformation of the center pillar toward the cabin to reduce the injury level of a driver in a crash test. Center pillar members were regarded as an assembly of parts that are fabricated with tailor-welded blanks, and the thickness of each part was selected as a design variable. The thickness variables of parts that have significant effects on the deformation mechanism were extracted as the main design variables for thickness optimization based on the results of a sensitivity analysis with design of experiments. The optimization condition was constructed to induce an S-shaped deformation mode and reduce the weight of the center pillar assembly. An optimum design was obtained after several iterations with response surface methodology (RSM). Optimization was first performed with conventional steel and then with AHSS with the same procedure to optimize the crashworthiness of the center pillar assembly. After thickness optimization, optimum designs were applied to the full vehicle analysis to evaluate the validity of the optimization scheme with the simplified side impact analysis method. Then, the crashworthiness of optimum designs with conventional steel and AHSS were compared using the full vehicle analysis. This comparison demonstrates that AHSS can be more effectively utilized than conventional steel to obtain a lightweight design of an auto-body with enhanced crashworthiness.     

轿车车身结构侧向耐撞性的有限元分析

以国内某新型轿车为对象,基于有限元分析方法,系统地研究了侧面碰撞的整车建模技术、移动壁障建模技术、仿真计算方法和结构耐撞性分析方法。实验结果验证了整车模型的有效性。侧向耐撞性分析以结构变形响应特性为主,包括结构变形能、变形量、变形速度等,运用碰撞响应时序图综合分析了碰撞力、假人损伤和结构变形等多项响应之间的相互关系。总结形成一套适合于轿车侧向耐撞性分析与设计验证的CAE技术流程。     

汽车侧面碰撞安全性研究探讨

随着我国汽车碰撞安全性研究的不断发展和国内汽车碰撞试验水平的提高,有关汽车侧面碰撞安全性的法规也开始准备颁布实施。本文主要论述我国开展汽车侧面碰撞研究的重要性,并进行FMVSS214和ECER95侧面碰撞法规的对比分析,介绍FMVSS214和ECER95法规中移动壁变形壁障的几何尺寸及其力学性能要求。最后概述抗侧面碰撞的车身结构设计与改进方法。