车身结构安全优化

针对某车型进行了正面40%可变形壁障碰撞试验,基于hypermesh分析了试验车车身侵入量过大的原因,并对车身前围板骨架、机舱、地板纵梁和前柱加强板结构进行了优化。结果表明,车身结构优化后,有效地改善了车身入侵量,降低了车身罚分,提高了车身碰撞性能,保证了汽车的安全性。     

某车型正面碰撞结构优化

针对某车型在正面碰撞试验中出现踏板和转向管柱侵入量超标的问题,对其产生原因进行分析。运用Hypermesh及LS-DYNA软件进行整车碰撞仿真分析,提出拉平纵梁、在前围板与A柱间以及在前地板增加连接件和加强件的结构优化方案。优化后纵梁的变形模式及前围侵入量均得到改善,前围最大侵入量由原来的343 mm减小到219 mm。表明优化纵梁结构、提高乘员舱总体强度的方案合理,该设计理念和方法可为其他车型的结构设计提供参考。     

某车型前横梁结构优化

文章针对某车型存在进风量不足的问题进行分析,通过对前横梁结构进行优化,将前横梁高度由168 mm减为100 mm,保证前横梁的原有性能,增加前排的进风面积.经仿真分析与试验验证,证明该方案可以解决进风量不足的问题,碰撞的安全性能也可以得到保证.优化后采用辊压结构的前横梁减轻了1.5 kg,所以该方案对车身结构的轻量化设计具有一定的指导意义.     

某车型正面40%偏置碰撞的车体结构优化

某车型在64 km/h正面40%偏置碰撞试验中,出现踏板和转向管柱的侵入量超标问题。其原因是:更换动力后,前机舱变形空间减小,车体纵梁变形模式不合理,及前围板附近位置的强度较低。为此,该文提出了优化方案:调整纵梁的材料及修改纵梁内加强板的结构,来提高纵梁总成整体结构强度,增加加强件,来提高前围的总体强度。运用Hyperworks及LS-DYNA软件进行仿真分析。结果表明:优化后,改善了纵梁的变形模式,前围板侵入量减小了42 mm;乘员的伤害也得到改善,整体得分提高1分。因此,该优化方案合理,车身结构的加强对乘员起到很好的保护作用。     

某车型侧面柱碰车身结构耐撞性优化

为避免某车型侧面刚性柱碰撞中存在的车身结构变形过大,胸部压缩量超标的问题,优化和改进了该车身结构。根据座椅安装横梁、地板严重扭曲,乘员生存空间不足的试验结果,建立车身结构及约束系统侧面柱碰撞模型;根据侧面结构耐撞性的设计原则,变更了车身结构和材料等级。结果表明:优化后车身侧面结构强度得到有效提升,侧柱碰前车门的最大侵入量降低13%,增加了侧面约束系统的缓冲空间,降低了假人胸部的伤害值。因而,这些改进,满足了整车侧面碰撞安全目标。     

某轿车保险杠横梁结构抗撞性优化

针对某轿车在进行车速为56 km/h的正面40％偏置碰撞试验中,前保险杠横梁断裂、乘员舱侵入过大问题,主要从抗弯性能和材料等方面对前保险杠横梁提出改进方案,并利用有限元仿真方法对保险杠横梁改进方案进行仿真计算.试制改进方案样件进行了车速为56 km/h的正面40％偏置碰撞试验,试验结果表明,改进方案解决了原保险杠横梁断...     

某微型乘用车后面碰撞结构安全优化设计

为提高某微型车后面碰撞安全性能,结合该车型ECER32法规达标性能开发,利用有限元分析方法,分析了车身结构改进设计方案对碰撞过程中侵入量的改善效果,并结合实车碰撞试验进行验证,结果表明改进方案对后面碰撞侵入量的改善效果明显,优化方案可行;参照该车型后面碰撞安全性能开发,认为乘用车后部车身结构安全性能开发设计也应遵循逐级变形压溃的原理,提高后纵梁尾部变形区域的变形吸能水平,从而降低后排乘客地板区域的侵入量。     

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。     

基于正面40%重叠可变形壁障碰撞试验的汽车碰撞性能改进设计研究

介绍了C-NCAP轿车正面40%重叠可变形壁障碰撞试验的试验方法与设计要求。针对某自主品牌车型研发阶段在正面40%重叠可变形壁障碰撞试验中出现的前围板侵入量超标问题,结合结构薄弱区域工艺特点,提出了两种结构优化方案。建立试验对标有限元模型,通过仿真分析验证了这两种结构改进措施的有效性。     

某款轿车变型开发中车身结构轻量化的研究

本文中针对现有平台车型C-NCAP五星级碰撞安全车身,基于车身结构轻量化要求,通过CAE仿真改进车身结构,开发了一款满足C-NCAP五星级碰撞标准的全新紧凑型A级轿车。在现有平台车型基础上,构建高精度整车碰撞有限元模型,通过前纵梁、副车架和前防撞梁结构的改进设计,以整车加速度波形、前围侵入量和前纵梁变形模式等为结构开发目标,进行车身轻量化设计。结果表明,在达到车身结构轻量化要求的同时,改善了车辆的安全性能。     

2000 MPa热成形车门防撞梁开发与性能研究

为了满足纯电动汽车车身的轻量化需求,采用新型2 000 MPa热成形钢替代传统22Mn B5进行车门防撞梁的轻量化设计。为验证2 000 MPa热成形车门防撞梁的应用可行性,采用LS-DYNA软件对整车进行侧面碰撞仿真分析,结果显示碰撞侵入量、侵入速度和关键零部件的塑性应变均符合设计要求。经热冲压仿真分析,2 000 MPa热成形车门防撞梁符合工艺要求,软模和硬模阶段研究了不同的加热设备和工艺参数对2 000 MPa热成形车门防撞梁组织和拉伸力学性能的影响,结果显示加热温度930℃,保温时间300 s和330 s,转移时间约12 s,可实现热成形后的抗拉强度≥2 000 MPa的性能目标。将前后车门防撞梁分别置于万能试验机上进行零件三点弯曲性能检测,结果显示前车门防撞梁三点弯峰值力大于25 k N,后车门防撞梁三点弯峰值力大于29 k N,远高于10.01 k N的设计目标值。经过2 000 MPa热成形车门防撞梁和车门内板的点焊工艺参数优化和连接设计优化,满足了前后车门系统的开闭耐久性能要求。在保证整车侧碰安全性能的情况下,2 000 MPa热成形车门防撞梁比采用传统22Mn B5质量减轻11.7%,实现显著的轻量化效果。     

无中顶横梁车身B柱结构设计

本文对无中顶横梁车身B柱加强板总成结构设计进行了研究。分析了市场变化对车身设计的影响。研究了B柱加强板总成结构特点,针对6种设计方案进行成本重量、结构、工艺等对比分析。进而通过CAE仿真分析,改进结构设计。最后根据设碰撞安全法规对结构设计进行优化,论证设计可行性。本文研究的无中顶横梁车身B柱加强板结构设计,满足碰撞法规要求;结构设计合理;车身强度和扭转刚度以及吸能溃缩形式良好。     

基于近似模型的微型客车碰撞指标预测精度研究

用近似模型来代替真实模型可以减少大量的计算时间,保证优化过程的可行性,但需要保证近似模型的精度满足要求。近似模型精度越高,优化的结果可靠性也就越高。基于微型客车正面40%重叠可变形壁障碰撞有限元模型,选取车身前部对碰撞性能影响较大的10个板料厚度作为变量,把B柱下端加速度、总质量、仪表板管梁处侵入量、前围板转向柱孔处侵入量及下前围板离合器踏板处侵入量作为响应值。利用拉丁超立方试验设计方法选取70个样本点,建立了设计变量与响应的近似模型,比较了响应面、径向基神经网络、Kriging、正交多项式4种近似模型响应的误差散点图、平均相对误差和决定系数。结果表明:响应面近似模型和径向基神经网络近似模型在B柱下端加速度峰值、前围板转向柱孔处及下前围板离合器踏板处侵入量的预测精度未在可接受范围内;正交多项式近似模型质量响应精度较高,但其余各响应的精度并不能满足要求,且3种近似模型预测精度受响应量与变量的线性关系的影响明显;而Kriging近似模型各响应的预测精度均满足要求,受线性关系影响较小,故选择Kriging近似模型代替原模型。最后用粒子群算法对Kriging近似模型进行优化,结果表明:Kriging近似模型预测结果与有限元结果拟合精度高,其优化结果达到预期目标。     

挤压镁合金汽车仪表板横梁骨架的设计与分析

为实现汽车轻量化,对钢制仪表板横梁骨架总成进行了镁合金替代设计。依据制造工艺将镁合金仪表板横梁骨架按挤压件和冲压件分别设计,并确定了镁合金材料及连接工艺;建立镁合金仪表板横梁骨架总成的有限元模型,进行模态对比分析和碰撞侵入量分析;建立仪表板横梁管材的弯曲仿真模型,模拟管坯的弯曲成形。结果表明镁合金替代设计满足仪表板横梁的轻量化、整体模态、碰撞安全以及可制造性的要求。     

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。     

基于行人保护要求的前围上部结构分析

通过对行人保护法规的学习,进行成人头部碰撞区域的车身结构分析,得到了以下结论:车身前围上部钣金结构设计对成人的头部伤害具有重要的影响。从理论上分析车身前围上部钣金结构的可行性,并结合CAE虚拟分析结果,最终得到前围上部钣金结构设计的要点。在前围上部钣金的结构设计过程中,需要在成人头部碰撞力的传递路径上增加传力引导面,同时减少钣金设计的局部剧烈变形结构,以便保证前围上部钣金的变形溃缩模式,增加碰撞能量的吸收,减少碰撞的反作用力,从而降低成人头部的伤害程度,保证行人头部安全,为后续行人保护过程中的前围上部结构设计提供指导。     

基于代理模型的汽车正撞安全性仿真优化

针对传统方法无法高效地实现多目标优化的问题,将有限元法和代理模型技术相结合,以整车质量、B柱加速度峰值和前围板侵入量为优化目标构造了其代理模型,研究了样本数量对模型精度的影响,并采用NSGAII优化算法对板件厚度进行了优化。结果表明:增加样本点的数量未必能有效提高代理模型的精度,测试点评价方法的精度在很大程度上依赖测试点的数目和位置,不能准确评价代理模型的精度,而采用交叉验证法取得较好的效果;基于代理模型,对车身结构的板件厚度优化后,效果显著,整车质量减轻了4.1kg,B柱加速度峰值降低了8.44%,前围板侵入量降低了6.03%。     

基于侧翻碰撞分析的铝合金客车车身型材优化设计

建立某客车的侧翻碰撞有限元模型,根据正交设计思想对该客车进行侧翻碰撞仿真分析,得到车身各关键型材对生存空间侵入量和型材质量的影响。对优化方案进行仿真分析,结果表明,优化方案不仅减轻了车体质量,而且提高了侧翻安全性,满足了相关法规要求。     

解决正面碰撞布置问题的优化方案

文章针对某左舵车型在正面碰撞开发过程中出现车体加速度较大和局部车身侵入量过大问题进行分析,运用仿真手段进行原因分析,针对车身结构和机舱布置存在的缺陷,提出有效的改进方案。优化后车体加速度和车身侵入量等均得到改善,车体加速度由原来的51.2g降低到39.5g,车身侵入量由78mm减小到40mm。结果表明优化变速器与副车架以及车身安装点相撞问题并配合优化纵梁的变形模式后,各项指标均达到C-NCAP 2021五星目标值要求。     

汽车偏置碰撞中的前横梁改进

通过有限元分析方法,针对"汽车前横梁改进"项目的要求,建立了整车碰撞有限元模型,并采用CAE技术手段,分析得出了该车身结构存在的问题,提出了有效的改进方案,从而可有效地保障车辆安全性能,指导车身设计,避免在新车开发中出现结构缺陷.