汽车前保险杠碰撞过程动力学仿真与分析

前保险杠是汽车正碰主要吸能部件,在很大程度上决定了汽车的耐撞性与安全性。针对汽车碰撞过程中前保险杠的大变形和非线性接触问题,建立了某款国产轿车前保险杠(包括:保险杠、吸能盒和纵梁)与刚性墙碰撞有限元模型。采用分段线性塑性材料本构模型和显式动力学有限元法对其碰撞过程进行动态仿真,获得了保险杠、吸能盒和纵梁的变形情况、能量变化情况以及碰撞力曲线。仿真结果与实验结果吻合良好,从而验证了有限元模型正确性。结果表明,槽型诱导结构比盒型诱导结构更容易诱导纵梁产生褶皱变形,且碰撞力曲线随纵梁的褶皱变形产生波动。     

汽车覆盖件冲压成形仿真有限元方程及其解法

通过对汽车覆盖件冲压成形仿真有限元方程及其算法的研究，认为动力显式解法更适合于冲压成形仿真。     

EQ140汽车保险杠碰撞过程的有限元分析

以EQ140货车为例,应用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对汽车保险杠的碰撞过程进行数值模拟,得到结构的瞬态动力响应以及变形、速度、碰撞力等参数的时程曲线,清晰地展示了保险杠的变形的全过程,为改进保险杠的设计提供了参考。     

基于ANASYS Workbench的保险杠低速碰撞仿真

建立并验证了某轿车保险杠碰撞模型的有效性,按照ECE R42法规和PRO/E软件建立该保险杠系统的有限元模型,利用ANASYS Workbench对其进行低速碰撞吸能性仿真分析,结果发现该保险杠结构可以吸收低速碰撞过程中所产生的大部分动能,使轿车其他部分的结构变形达到最小.在此基础上,针对碰撞仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了具体的改进措施.     

滚石与桥墩碰撞的数值仿真分析

利用有限元方法对滚石与桥墩的撞击进行了初步研究,重点分析了滚石与桥墩发生正碰的情况.运用大型结构分析程序,研究了碰撞过程中桥墩的动力响应,得到了撞击力随滚石质量和速度的变化关系.     

基于RCAR试验的电动SUV低速保险杠耐撞性研究

为研究某款纯电动SUV保险杠在低速正面碰撞工况下的耐撞指标,提高其耐撞性能。首先依据RCAR保险杠低速碰撞试验及评价方法,建立某纯电动SUV正面全宽低速保险杠碰撞有限元模型;其次,从防撞梁、吸能盒的吸能和变形以及车体损坏情况等对仿真结果进行分析。结果表明,模型防撞梁强度不足,导致吸能盒未发挥低速吸能效果,风扇受到挤压。最后从防撞梁截面型式、材料,厚度3个影响防撞梁强度的因素出发,提出3种优化改进方案。研究表明,方案3防撞梁低速碰撞耐撞性最好,在满足轻量化要求的同时满足了RCAR测试的要求。     

带有CST的微型客车正面碰撞仿真分析

针对微型客车前部在正面碰撞事故中吸能区域较短,基于VPG有限元前处理软件、LSDYNA后处理软件为平台,分别建立了不带螺纹剪切吸能装置和带有螺纹剪切式吸能装置的微型客车模型,并对其进行仿真研究.仿真结果表明,无吸能装置的客车前部变形很大,威胁到车内乘员的生命安全;而有吸能装置的客车前部变形较小,B柱加速度变化曲线比无吸能装置时较平缓,从而很好地保护了车内乘员的生命安全.螺纹剪切式吸能装置使汽车前部的正碰吸能性得到很大改善.     

显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

基于连续介质理论，通过建立车辆碰撞的控制方程，在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散，得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法，使位移计算显式化，避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题，并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路，并对算例进行了数值模拟。结果表明，该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的，显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一，但是需要进行部分撞击试验，进一步修正模型后提高其分析精度。     

基于有限元的汽车保险杠结构设计动态特性分析

以保险杠为研究对象,建立了保险杠结构的有限元模型,并针对不同结构的保险杠,通过模态分析的方法来考察其不同阶的模态频率和振型,以及保险杠局部振动特性,对比分析得出了结构相对合理的可实际应用的保险杠结构。     

大型结构动力分析的Newmark显式算法

本文基于结构动力分析中广泛采用的Newmark（隐式）积分方法，构造了一类显式积分格式，称之为“Newmark显式算法”与一般的显式法（如中心差分法）不同，该方法积分过程甚为简捷，只要其质量阵是对角阵或经对角化而不论阻尼阵如何复杂，积分中都无须求争线性代数议程组，这就大大节省了计算内存与时间，因而用于分析工程中大型非线性结构动力问题可以显著地提高计算效率与经济性，文中讨论了方法的精度与稳定性，给出了若干数值算例，并具体分析了二个工程应用实例。     

汽车追尾碰撞保险杠结构的力学特性

针对交通事故中汽车的碰撞问题,运用动量守恒定理和能量守恒定律着重研究了汽车追尾碰撞情况下,汽车碰撞前部主要的结构吸能的优化方法。基于非线性ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分析了在车辆的前纵梁部分薄壁梁表面开矩形吸能孔的可行性,取得了优化的薄壁梁的有限元模型,并利用得到的优化模型进行了保险杠碰撞的力学分析。     

基于数值模拟的薄壁构件碰撞性能研究及焊接影响

利用ANSYS/LS-DYNA的显式有限元方法对4种典型车用薄壁构件进行正碰碰撞仿真,根据所得的变形模式、冲击力、速度等一系列特性参数,分析了其吸能规律,比较了不同构件耐碰撞性能的优劣,为车辆耐碰撞性能的设计奠定了理论基础。同时对焊点的仿真进行了讨论,分析了连接失效对碰撞性能的影响。     

货车尾部护栏缓撞性能的研究

货车尾部护栏缓撞性能的优劣直接影响到其发生追尾碰撞的其它车辆损坏和乘员伤亡的严重程度。用三维动态非线有限元方法模拟计算了护栏横梁的碰撞0过程,并进行了试验研究,在此基础上进一步改善槽形截面横梁的缓撞性能,在其碰撞表面加装了简系吸能装置,计算和试验结果表明,该装置能够明显降低低与之碰撞的台车的减速度。     

材料特性对转向柱碰撞性能影响的仿真研究

针对驾驶员容易在汽车正面碰撞过程中受到转向系统伤害的问题,以微型轿车的转向柱为研究对象,运用显式动力学有限元理论,建立了转向柱碰撞有限元模型;根据方向盘的碰撞要求,对材料分别为低碳钢、铝合金和高强度钢的转向柱的碰撞性能进行了研究;对比分析了转向柱的变形形态、运动位移、速度和吸能量。结果表明:铝合金和高强度钢在碰撞过程中的变形形态、变形量、碰撞时间以及吸能能力等方面均优于低碳钢,说明通过提高材料强度的方式改善转向柱的碰撞性能是可行的。研究成果为汽车转向柱的设计和碰撞性能的提高提供了依据。     

新型非导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重度,参考国内外相关标准．依据我国交通流特性,提出非导向防撞垫碰撞试验条件与评价标准,采用理论分析和实车碰撞试验相结合的技术手段．开发出一种新型非导向防撞垫．结果表明,开发的防撞垫能够防护1．5t小型车辆60km／h正面碰撞,碰撞后车辆姿态良好,车体重心X,y,Z三方向加速度最大值分别为18．9g．4．2g,6．1g．防撞垫最大动态变形为1234mm．非导向防撞垫满足评价标准要求,可弥补护栏端部安伞漏洞．     

事故车辆局部变形精细计算与模拟系统

在收集汽车碰撞事故相关典型案例基础上,以事故车辆局部复杂变形区域为研究对象,采用有限元方法、六面体网格生成算法及十节点曲边四面体对事故车辆变形部位变形前后划分网格.针对各网格单元,采用车辆动力学及弹性力学理论建立碰撞力计算模型以及碰撞瞬间速度计算模型.在汽车碰撞事故虚拟再现分析中,通过拟合网格单元以较高的计算精度得到事故发生前汽车的运动速度大小和方向.     

山区双车道公路机动车碰撞事故严重度致因比较分析与预测

以云南山区双车道公路1740起碰撞事故数据为基础,将事故数据分为机动车与机动车、机动车与摩托车、机动车与非机动车3种类型,事故严重度划分为仅财产损失、轻伤、重伤或死亡事故3个等级,分别用部分优势比模型和有序Logit模型建立3类机动车碰撞事故严重度分析模型,对比分析不同等级事故的显著影响因素和模型的预测准确率,分析部分优势比模型自变量的边际效应。结果表明：不同交通方式下机动车碰撞事故严重度的影响因素存在明显差异,对比有序 Logit模型,部分优势比的事故分析模型刻画了不满足比例优势假设的自变量,机动车与机动车、机动车与摩托车、机动车与非机动车碰撞事故的平均预测准确率分别为 78.29%、73.63%和 72.04%,分别提高14.54%、5.65%和3.32%。研究结果可为山区公路运营管理部门开展事故风险主动防控提供决策参考。