商用车ECER29法规试验中乘员生存空间的研究

通过对某商用车驾驶室ECER29法规试验摆锤冲击过程的CAE分析,发现摆锤冲击过程中乘员的最小生存空间小于最后的生存空间.提出并实现了利用最小生存空间检验成员生存空间的数字化方法与过程.利用MADYMO伤害计算软件,基于多刚体与有限元耦合技术对冲击过程中的乘员响应进行了计算与分析,得出了膝部受力曲线.所提出的方法能准确预测乘员所受伤害.     

一种新型载货汽车后部防护装置的设计

根据某载货汽车后部防护装置不具有阻挡及缓冲吸能功能的缺点,设计了新型扩胀管式后防护装置,并根据GB11567.2-2001标准中关于汽车后下部防护装置的相关规定,利用LS-DYNA软件对新设计的防护装置进行了仿真分析及法规验证.结果表明,扩胀管在扩胀变形阶段状态稳定,吸能具有线性叠加特性,易于控制;改进后的后防护装置满足相关法规要求,其阻挡及吸能功能也有明显提高.     

商用车吸能型前下部防护装置结构设计

针对某商用车前下部防护装置刚度不足的问题,应用拓扑优化与参数优化方法,对原车前下部防护板式支架结构进行重新设计,并在支架前端加装碰撞缓冲盒形梁.应用LS-DYNA软件对新设计的防护装置进行了仿真分析.结果表明,新的前下部防护装置不仅解决了原车防护装置刚度不足的问题,即具有碰撞阻挡功能,且能起到缓冲吸能的作用.     

基于行人腿部保护的保险杠造型优化设计

建立了某车车身前部的有限元模型,并将其与MADYMO腿部冲击器模型进行了耦合.利用MADYMO-DYNA耦合算法对腿部冲击器与保险杠的碰撞过程进行了仿真分析,并根据GTR法规要求对保险杠的行人腿部保护性能作出了评价.从造型角度提出了3点改进保险杠行人保护性能的方法,并阐述了利用ALIAS设计保险杠的过程.对改进后的保险杠进行仿真分析表明,改进方案有利于提高保险杠的行人腿部保护性能.     

考虑温度和载荷影响的动车信息窗粘接结构寿命预测

针对动车信息窗粘接结构, 考虑环境和载荷对粘接结构寿命的影响, 提出了一种加速老化与自然老化相结合的寿命预测方法; 对粘接结构影响因素进行分析, 建立了加速老化的温度-动态载荷耦合循环谱, 制作了铝合金对接接头, 分别进行0、10、20、30循环周期的加速老化试验, 定期测试接头的剩余强度和失效形式, 获得粘接剂剩余强度随载荷循环次数的变化规律; 提取自然老化下不同行驶里程的实车胶条, 进行剩余强度测试, 获得了粘接剂剩余强度随行驶里程的变化规律; 采用多项式函数分别拟合载荷循环次数、行驶里程与粘接剂剩余强度衰减率的函数关系式, 建立了载荷循环次数与行驶里程之间的函数关系式。研究结果表明: 相比粘接接头初始强度, 温度循环10、20、30周期后粘接接头的剩余强度下降幅度依次为11.6%、15.9%、20.7%, 而温度-动态载荷耦合循环后强度分别下降了14.1%、18.9%、24.8%, 说明动态载荷加剧了接头强度的衰减, 并且均呈现先快后慢的下降趋势; 温度-动态载荷耦合试验作用后, 接头断面的失效形式和机理变化明显, 初始时接头胶层发生老化失效, 而后随着载荷循环次数的增加, 接头主要失效机理由老化失效转变为疲劳失效; 加速老化与自然老化下粘接剂失效强度的衰减率变化趋势基本一致, 建立的载荷循环次数与行驶里程的函数关系式能够较准确地预测粘接结构的寿命, 预测得到动车最大安全里程为8.34×106 km。      

一步成形在汽车覆盖件产品设计中的应用

研究了基于全量理论的板料成形快速有限元分析的方法——一步成形方法，编写计算机程序对某轿车前翼子板进行了计算模拟，并与试验结果和增量模拟结果进行了比较。由于计算速度快，建立分析模型简单，一步成形方法可用于汽车覆盖件产品设计阶段估计零件的可成形性，预示毛坯形状。     

某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计

构建了某轿车后排座椅骨架的详细有限元分析模型,根据企业关于座椅靠背刚度试验标准以及GB15083-2006中<行李位移乘客防护装置的试验方法>,对座椅骨架静刚度和行李冲击强度进行了仿真分析.给出了靠背闭锁装置的承力要求,并根据分析结果提出了结构轻量化设计方案.仿真分析结果表明,在符合法规要求的前提下,有效减轻了座椅质量.     

一种整车集成式儿童增高座垫的设计

针对儿童乘员由于身高问题不能使用成人安全带以及常规使用的儿童增高座垫具有安装复杂、携带麻烦、占用车内空间等问题,提出一种整车集成式儿童增高座垫方案.对集成式结构中的举升机构、锁止机构以及开启装置进行设计,并进行样件试制和台车试验验证.仿真与试验结果表明,新设计的增高座垫结构强度符合要求,儿童假人的各项伤害指标均在ECE R44规定的范围内,对儿童乘员的保护性能良好.     

改进型逆有限元法在轿车翼子板快速成形模拟中的应用

本文为进一步提高一步成形逆有限元法的模拟精度，将四节点等参膜单元应用于一步成形计算，并对空间四边形单元的四个节点可能不在同一平面引起的单元翘曲进行了修正，编写了计算机程序，对某轿车翼子板进行了实际模拟，通过一步模拟结果与增量法模拟结果和实验结果的对比，发现改进后的一步成形模拟结果与增量模拟结果已非常接近，而计算时间不到增量法的三十分之一，进而验证了本文方法的有效性。     

某商用车摆锤冲击安全性CAE分析与改进设计

针对某商用车在执行欧洲经济委员会法规<关于对商用车驾驶室乘员保护方面的车辆认证的统一规定>(ECE R29)的试验中出现的驾驶室与车架连接机构断裂的情况,建立了该商用车驾驶窜正面摆锤撞击的有限元分析模型,按ECE R29要求进行了虚拟试验.经计算分析,提出了改进悬置结构和增加吸能器2种驾驶室结构改进方案,并存仿真分析中得到了验证,为改进该商用车的被动安全性提供了依据.