全承载客车正面碰撞吸能器设计与验证

为开发大型全承载客车碰撞吸能器，通过整车正面碰撞有限元仿真分析，确定了吸能器合理的吸能量和压溃力，以压溃力为目标进行吸能器结构参数设计。采用铝合金和DP600钢试制了吸能器样件，通过静态压溃试验对比不同吸能器的压溃力和变形模式，并通过台车碰撞和整车碰撞试验验证吸能器性能。结果表明，铝合金吸能器的压溃变形模式稳定，材料没有撕裂现象，在正面碰撞、偏置碰撞、斜角碰撞等多种碰撞工况下都能产生良好变形，满足整车碰撞安全性的要求。     

乘用车前纵梁碰撞变形模式规划及设计

介绍了一种正面碰撞工况中的乘用车前纵梁变形模式,并通过使用截面分析和计算方法,实现了该变形模式的可控设计,很大程度上省略了当前普遍存在耗时较多的试错式设计方法,并提高了结构材料利用率。设计结果同整车有限元碰撞模拟分析结果中纵梁的变形模式实现匹配。     

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。     

薄壁直梁碰撞性能仿真和参数影响分析

为研究材料及其厚度和结构圆角对汽车主要吸能结构前纵梁的碰撞性能的影响,建立了模拟前纵梁的薄壁直梁有限元模型,对其进行了正面碰撞仿真,并分析了材料与结构参数对薄壁直梁碰撞吸能的影响。结果表明,在相同的压溃距离下,直梁吸能与材料强度呈指数小于1的幂指数的增长关系;与厚度呈现指数大于1的幂指数的增长关系;单位质量下壁梁圆角部分的吸能是平面部分的3倍左右。     

轿车改型开发中耐撞性及轻量化的研究

以速达公司某款车型为基础,进行车型改型开发。优化前防撞梁、前纵梁和防火墙的结构和材料,开发了一款质量轻、安全性高的紧凑型A级轿车。通过试验和有限元法对改型开发前后车型耐撞性进行分析,以防火墙侵入量、整车加速度波形、吸能盒和前纵梁的变形模式及吸能效果为改型开发目标,进行车身优化设计。结果表明,实现车身轻量化的同时,改善了整车安全性能和NVH性能。通过实车正面碰撞试验验证了结构和材料优化方案是可行的。     

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。     

汽车正面碰撞纵梁结构优化设计

分析了车辆正面碰撞过程中纵梁在碰撞力传递中的重要作用,对某车型纵梁结构存在的问题进行了分析,提出了优化方案.仿真验证表明,优化后的纵梁变形模式改善,吸能效果得到很大提升,提高了前纵梁的抗撞性能.     

基于平均压溃力的轿车前端结构优化方法

在某轿车设计开发初期阶段,以其前端结构在正面碰撞过程中所受到的平均压溃力为优化目标,综合考虑16 km/h正面40％偏置刚性壁碰撞、50 km/h正面刚性墙碰撞和56 km/h正面40％可变形壁偏置碰撞等3种碰撞模式进行结构优化分析,得到较好的车辆前端结构.在具备整车碰撞分析条件下,将优化结构进行整车碰撞仿真验证.仿真结果表明,优化后的前端结构在整车碰撞分析中表现理想.     

某轿车前纵梁碰撞性能的仿真优化

汽车前纵梁是汽车发生正面碰撞时的主要吸能部件之一,前纵梁吸能性的好坏,直接影响到整车耐撞性的好坏。文中建立了某轿车的前纵梁有限元模型,用LS-DYNA有限元软件仿真来得到其吸能性能,通过改进纵梁结构,得到比较满意的结果,30ms吸能量达到了13024J;也为以后纵梁的设计进行一些前期的研究。     

一种内嵌CFRP的汽车铝合金前纵梁吸能特性研究

提出一种内嵌碳纤维复合材料(CFRP)的汽车铝合金前纵梁结构,研究了内嵌CFRP对铝合金前纵梁吸能特性的影响。通过仿真验证内嵌CFRP可改善铝合金前纵梁吸能特性,并制备前纵梁试样进行轴向冲击试验,分析铝合金前纵梁压溃过程和吸能特性,并研究了斜向冲击下前纵梁吸能特性。结果表明:在轴向冲击下,内嵌CFRP可显著改善汽车铝合金前纵梁的吸能特性,比吸能和碰撞力效率最大分别提高32%和35%,加强CFRP层合板横向支撑和增加CFRP层合板厚度可提高前纵梁的比吸能;在斜向冲击下,提供良好横向支撑的CFRP内嵌方式可有效改善铝合金前纵梁压溃形式,与单一铝合金前纵梁相比,明显提升了斜向冲击的吸能效果。     

汽车前舱结构耐撞性关键技术研究

以国产某设计阶段新车型为目标车型,根据C-NCAP的相关要求,对其进行有限元建模,并进行100%正面碰撞和40%偏置碰撞有限元的模拟.通过对碰撞过程中前舱结构的变形和吸能的分析,再根据纵梁轴向压溃等相关理论,改进前舱关键部位的结构、吸能盒和大梁的材料,重新分析更改后的模型,得出相应结论.      

某车型正面碰撞车身结构优化

为解决某车型在整车安全正面碰撞过程中,车身结构所存在的问题,对加速度、速度曲线及车身关键件的变形模式进行了分析,总结了车身结构存在的问题及正面碰撞过程中出现问题的原因,并结合车型安全开发目标及车身结构的要求,对吸能盒、左纵梁内部结构件、副车架纵梁及蓄电池支架提出了优化方案。通过对所提方案进行模型仿真模拟分析,并用HyperGraph对其模拟仿真结果进行后处理,分析优化后方案的优化结果,并确认了优化方案的可行性。有效地缩短了整车安全性能的开发周期,节约了实车碰撞试验验证的开发成本,为项目后期实车验证提供了理论依据。     

无乘员汽车正面碰撞仿真分析

为了掌握汽车正面碰撞时撞击力的传递路径、变形吸能及主要的车身评价指标,利用虚拟仿真技术研究无乘员的汽车正面碰撞。采用HyperMesh前处理软件,建立了某款车的整车模型;采用非线性有限元软件LS-DYNA进行了100%正面碰撞仿真;运用后处理程序LS-PREPOST定量分析了计算数据,得出了车辆保险杠、前纵梁等正面碰撞主要部件的吸能能力、部件连接处的稳固性以及乘员舱的完整性方面需要改进,通过采用非凸截面多胞管梁及增加焊点等方法对局部构件进行了优化设计,并再次仿真验证了优化方案的可行性和合理性。     

角度碰撞中车-车碰撞兼容性的研究

为探究车与车角度碰撞下的车辆碰撞兼容性,运用LS-DYNA对比研究车与车角度碰撞中汽车前纵梁参与和不参与主要变形两种工况条件下的汽车动态响应,分析两种工况下整车质量参数对碰撞响应和碰撞兼容性的影响。结果表明,纵梁参与主要变形时,质量参数对两车碰撞兼容性的影响比纵梁未参与主要变形时更显著。     

基于某轿车正面碰撞的A柱折弯分析与优化

介绍了汽车碰撞仿真的基本理论,按照中国新车评价规程（C-NCAP）规范,以A柱折弯程度为研究对象,建立了汽车整车有限元模型,采用LS-DYNA求解器求解,仿真分析了轿车正面碰撞后A柱的折弯程度,以降低A柱折弯程度为优化目标,分别对前纵梁、吸能盒、前围板以及A柱进行了材料和结构优化,对比优化前后的仿真结果,得知优化后A柱折弯程度显著降低,B柱下端加速度基本不变。     

基于正交设计的汽车前纵梁吸能结构的优化

为了增强某款SUV车的耐撞性,提出了一种带诱导槽的八边形结构、可逐级吸收碰撞能量的前纵梁,并建立了其准静态纵向压溃和台车碰撞两种有限元模型。在台车模型中考虑了台车质心位置和车轮模型的刚度、高速旋转与摩擦特性的影响;采用正交试验设计法对前纵梁的材料、壁厚和焊点位置进行了优化,并将优化结果用于底盘结构。底盘耐撞性试验结果表明,优化后结构具有较好的吸能能力。     

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。     

某车型匹配新型大尺寸变速器的正面耐撞性优化

2012版C-NCAP正面偏置碰撞速度与欧洲相同,对汽车耐撞性要求比以前更为严格。针对某车型重新匹配新型大尺寸变速器后导致正面吸能空间不足、正面偏置碰撞安全性能下降的问题,根据试验结果和有限元分析结果进行了正面车身结构优化。通过优化纵梁降低了整车加速度波形,减少了乘员舱的侵入量,使该车型能够满足整车安全性能要求。     

基于自适应响应面法的车身前部吸能部件优化

结合新车型开发中的整车碰撞分析,引入自适应响应面法对车身前部吸能结构进行了优化研究.避免了传统响应面法完全依赖于最初选定的试验点,对复杂函数拟合精度较差的问题.通过对前纵梁等主要吸能部件的板厚进行优化,提高了车身的正面抗撞性,为汽车产品开发提供了有价值的参考.     

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。