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。     

网格变量映射方法在有限元分析中的应用

汽车车身零件的冲压成形和碰撞两种仿真对有限元模型网格的要求不同.为了实现不同类型网格模型之间变量的传递,提出了一种基于等参元逆变换的网格变量映射新方法.该方法通过碰撞模型节点在冲压模型中的精确定位和网格模型之间节点变量的插值,将板料冲压过程中材料性能变化后的实际状态变量(如厚度、应力和应变)精确映射到碰撞仿真模型中.将该方法应用于某轿车前保险杠碰撞仿真的结果表明,该映射方法能很好地实现有限元分析的网格前处理,在精确传递网格变量的同时将冲压效应引入碰撞仿真中,从而提高汽车碰撞仿真的效率和精度.     

基于QP1180钢板动态性能数据的MAT24材料卡制作

以QP1180为基础,对其高速拉伸性能进行了相关分析研究;在不同的应变速率下,QP1180钢板表现出了应变率强化效应,基于Cowper-Symonds模型,建立了QP1180钢板材料本构方程,同时应用Hyper Mesh和Ls-Dyna软件,进行了不同应变速率下的高速拉伸模拟;将模拟结果同高速拉伸的试验结果进行对比分析,分析的误差在可接受范围内,可以进行相关CAE模拟计算;最后给出了汽车安全碰撞模拟所需的MAT24材料卡,对于汽车安全碰撞模拟的CAE分析提供了材料方面的技术支持。     

某商用车前下部防护碰撞特性分析

商用车前下部防护在汽车碰撞减轻乘员伤亡方面起到关键作用。文章以某商用车前下部防护为例,基于前下部防护碰撞法规,联合HYPERWORKS-LSDYNA软件建立了碰撞分析有限元模型,分析了该前下部防护碰撞性能。分析表明,该前下部防护碰撞性能符合法规、材料断裂延伸率要求,能量曲线也从侧面验证了仿真的可靠性与真实性。     

微合金化超高强热成形车门防撞梁性能验证

将某新开发的微合金化1.8 GPa热成形钢牌号与传统钢牌号进行了从材料到零件级的安全性能测评。结果表明：相比于普通钢种，微合金化1.8 GPa热成形钢基于组织细化、第二相析出、残余奥氏体三大关键因素，具有更加明显的安全性优势。建立了2种材料的动态断裂模型，微合金钢在相同应力状态下具有更高的极限断裂应变，显示了更强的断裂抗力。对2种1.8 GPa热成形及1.5 GPa高强钢车门防撞梁进行了落锤冲击试验，微合金钢1.8 GPa热成形车门防撞梁有更加优异的抗碰撞侵入及碰撞吸能性能。     

行人-车辆碰撞中六岁儿童下肢损伤分析及预测

为揭示汽车-行人碰撞事故中车辆前端结构和速度对儿童行人下肢损伤的差异成因及损伤机理，本研究应用符合我国体征且具有详细解剖学结构的六岁儿童行人损伤仿生模型（TUST IBMs 6YO-P），设置了32组涵盖4类常见车型和8种碰撞速度的汽车-行人碰撞仿真，分析下肢运动学和生物力学响应，采用非线性回归建立预测模型对下肢损伤进行评估。结果表明，碰撞速度对儿童下肢长骨骨折和膝关节损伤有直接影响，汽车前保险杠高度影响股骨的损伤程度和膝关节弯曲角度，扰流板离地高度影响胫、腓骨损伤的严重程度。分析膝关节弯曲角度和韧带断裂数据，得出当膝关节弯曲角度分别超出25.9±0.9°、38.6±0.7°、43.2±0.2°时，撞击侧内侧副韧带（MCL）、前交叉韧带（ACL）、后交叉韧带（PCL）发生断裂，基于碰撞速度和前保险杠高度建立的膝关节弯曲角度预测模型，经反求验证该模型可以有效预测膝关节损伤。综合儿童行人下肢长骨骨折评价参数和所建立的小腿弯矩预测模型，发现碰撞速度高于17.94 km/h将会造成儿童小腿骨折。该研究为行人安全法规制定、行人保护装置研发、AEB系统设计和数字化测评提供科学的参考依据。     

汽车碰撞安全与轻量化研发中的若干挑战性课题

汽车结构与动力电池的碰撞安全性是开发轻量化、电动化汽车的强制性要求和关键基础性支撑技术。通过3个方面的10个典型课题及研究结果，介绍并综述了汽车碰撞安全性研发的技术挑战。第一，采用夹层式汽车前舱罩盖技术，提升罩盖结构力学特性的横向均匀性以及冲击响应历程的均匀性，满足汽车吸能位移限定下的行人头部碰撞响应控制；采用精细人体有限元模型解析复杂工况下行人下肢损伤机理和影响参数，基于人体组织损伤层面的虚拟评估改进汽车结构的人体碰撞保护设计；面向复杂道路交通事故工况和多样化人体特征，解决强非线性条件下的自适应乘员智能保护系统优化设计难题，通过在时间和空间上对乘员约束载荷的均衡化实现针对工况可调的碰撞保护。第二，揭示材料冲击测试中系统共振导致信号振荡和材料屈服放大振荡的机理，开发抑制信号振荡的轻质动态力传感器；精细表征材料在碰撞载荷和复杂应力状态下的力学行为，针对高强钢、塑料、胶粘和焊点等轻质高强材料及复合连接接头建立大变形失效断裂预报方法及仿真模型。第三，基于动力电池多工况挤压试验，建立电池在外载荷作用下的材料失效、电压陡降与温度上升的响应特征关联性，提出用力学响应特征预测电池内部损伤起始和短路发生的判据，解决电池在机械滥用载荷下的短路预测问题，建立能准确预测电池变形响应的数值模型及碰撞安全评估方法，并应用于电池包和电动车的轻量化与碰撞安全性设计。     

超高强钢材料碰撞失效行为仿真预测技术研究

为了提高超高强钢材料在整车碰撞过程中的失效行为仿真预测精度，对比分析了主流求解器LS＿DYNA中GISSMO等6种典型失效模型的原理，并针对GISSMO失效模型中影响整车碰撞失效仿真精度最为关键的参数材料断裂极限应变及网格尺寸修正特性设置方法进行了研究。断裂极限应变标定过程中应变路径存在非线性，需要采用加载历程平均应力三轴度来进行描述；默认的网格修正设置方法难以兼顾不同应力状态，采用自定义的网格尺寸修正设置方法可以有效提高典型应力状态下不同网格尺寸模型仿真预测结果的一致性。     

薄壁方管在冲击载荷下的应变及应变率特性

在汽车碰撞模拟过程中,材料的应变率效应已经得到越来越多地关注和应用,要求更全面地认识材料应变率效应对模拟结果的影响情况。本文选择具有应变率效应的材料以及薄壁方形管件为研究对象,通过模拟分析验证了材料应变率效应的引入对计算结果的影响,同时分析了冲击载荷下的方管典型区域的有效塑性应变及塑性应变率分布情况。     

材料应变率对汽车碰撞性能影响的研究

为研究材料应变率对整车碰撞性能的影响,建立了某微型车正面碰撞仿真有限元模型,对车身前部进行了考虑和不考虑材料应变率效应的正面碰撞仿真,并在碰撞变形、B柱加速度、碰撞力和碰撞能量等方面与试验结果进行对比,结果表明材料的应变率对整车碰撞性能的主要参数有较大的影响,考虑材料应变率效应的仿真结果与试验结果比较接近。     

基于功能原理的汽车ABS制动距离计算及分析

对装有ABS汽车的制动过程进行分析;依据根据功能原理,建立了制动距离的计算数学模型,用该模型推导了ABS汽车在平路和坡道上制动距离的计算公式,该公式表明汽车制动距离的相关影响因素。同时该公式可以应用于汽车制动性能的分析。     

四轮转向电动汽车车架的设计与有限元分析

现有电动汽车底盘普遍为在传统汽车的基础上进行的改进,不能很好的适应电动汽车特有的结构,为更好的实现四轮转向的功能,重新设计了适合四轮转向电动汽车的车架。应用三维软件SolidWorks,通过整车虚拟装配确定了合理的四轮转向电动汽车的车架结构,进而建立了车架的三维模型。运用有限元分析理论,将模型导入Ansys Workbench软件后,建立了车架的有限元模型,对车架在弯曲和扭转工况下的静态结构性能进行了分析,得出相应工况下的应力和应变大小;还进行了模态分析,避免了共振。在满足强度和刚度的条件下对车架结构进行了改进,并通过焊接加工得到了适合四轮转向电动汽车的车架,对以后电动汽车底盘的改进设计提供了参考。     

Fracture loci of DP980 steel sheet for auto-body at intermediate strain rates

This paper introduces the effect of the strain rate on the ductile fracture of DP980 1.2t steel sheet. Tensile tests of DP980 sheet are performed at a range of strain rates from 0.001 s^?1 to 100 s^?1 with three different shapes of specimens: the diagonally notched specimen for the in-plane shear test; the dog bone specimen for the uniaxial tension test; and grooved specimen for the plane strain tension test. To trace the strain on the surface of the specimen, 2-D digital image correlation (DIC) technique is adopted to encompass the remarkable transition of the fracture characteristics including the fracture strain, loading path and strain rate sensitivity. The negative stain rate sensitivity is observed on the equivalent strain to fracture which corresponds to the experimental results at low strain rate ranging from 0.001 s^?1 to 0.1 s^?1. The transition of thermal condition from isothermal to adiabatic comes into play to increase the equivalent strain to fracture at the intermediate strain rate from 0.01 s^?1 to 1 s^?1. The fracture loci incorporating with the Lou-Huh ductile fracture criterion are developed to identify the strain rate effect in the wide regime of triaxiality.     

车身用钢板的抗碰撞性能

汽车碰撞时其车身能吸收较多的碰撞能量可提高汽车的安全性,这就要求车身钢板在具有优良成形性能的同时,还要有高的强度和碰撞时吸收能量的性能,这种性能与高应变速度下钢材的性能有关。介绍了不同钢板在高速应变条件下性能的比较,同时用模拟的方法检验了各种钢板的抗碰撞性能,比较它们碰撞时吸收能量的情况。     

Material characteristics of a vehicle door seal and its effect on vehicle vibrations

The vibration characteristics of the door panels are affected by the weatherstrip seals used in between the doors and vehicle body along the perimeter of the doors. The weatherstrip seals exhibit nonlinear and viscoelastic material properties that vary with frequency, temperature, strain rate and amplitude, and previous load history. The material properties of the seal must be investigated carefully in order to predict the vibration characteristics of the automobiles under different loading conditions.

In this study, we developed hyperelastic and viscoelastic models of the weatherstrip seal to predict dynamic performance of a vehicle door and its effect on the overall vehicle dynamics. For this purpose, first, static compression and stress relaxation experiments were performed on the seal using a robotic indenter equipped with force and displacement sensors and then a finite element model utilising the results of these experiments was developed in ANSYS. Finally, a representative model of the seal was integrated into the finite element model of the vehicle door to investigate its effect on the vehicle vibrations. The model predictions were validated using experimental modal analysis performed on the vehicle door with and without the seal. It was observed that the seal has a significant effect on the vehicle dynamics.     

汽车发展趋势研究

汽车是我们日常出行的重要交通工具,它随着技术的发展不断的拓展着自己的功能。目前,环境和能源问题成为汽车发展的一大挑战,未来,汽车将向着互联化、轻量化、智能化、环保化、小型化、个性化的方向发展,文章就从这几个方面着手分析未来汽车的发展趋势,认为汽车会朝着更环保、更便利的方向去发展。     

我国民用汽车拥有量的计量经济模型与分析

根据近二十年来国内多项经济指标,运用逐步线性回归的方法建立了民用汽车拥有量的计量经济模型,并对模型进行评价和检验。利用该模型可以对今后的民用汽车拥有量进行理论预测,为发展规划提供有依据的理论指导。     

汽车动力传动系扭振的固有特性和结构修改控制措施分析

本文首先建立了一种FR式汽车动力传动系扭振的多自由度分析模型,据此对其扭振固有特性进行了较详细的计算分析。然后对适用于动力传动系扭振噪声控制的各种可能的结构修改(即扭转刚度、转动惯量和扭振阻尼)措施分别进行了模拟计算分析。这些分析结果对于FR式汽车具有典型意义。     

汽车与汽车碰撞交通事故分析模型

简述汽车与汽车一维碰撞时车速与能量损失的计算模型,阐述二维碰撞时车速计算模型与碰撞作用后车辆动力学模型,这些模型是道路交通事故科学分析的理论基础,是公正合理处理交通事故的前提。