基于模态灵敏度分析的商用车驾驶室结构优化

建立某商用车驾驶室壳单元有限元模型,进行数值与实验模态计算及相关性分析。为提高驾驶室整体1阶扭转频率,结合门框区域的梁单元模型,建立驾驶室梁壳混合有限元模型;进行基于梁截面力学特性的模态灵敏度分析,获得灵敏梁单元组件,进而找出壳单元有限元模型的对应灵敏区域,对其进行形貌优化,借以指导构件截面尺寸优化,获得结构最优方案,该方案提高了驾驶室的1阶扭转频率。对比分析表明,优化结果及优化分析方法合理有效。     

稳健设计方法用于车门系统设计

将Taguch i稳健设计方法应用于车门系统设计。通过将试验设计与计算分析结合获取产品设计质量特性信息;通过实例说明将结构参数优化组合,提高车门铰接系统稳健性的方法。此方法的优点是可以从许多试验条件中选择出最有代表性的少数几项试验,获得可靠的试验结果,且分析计算简单,适用于多参数的产品优化设计。     

碳纳米聚氨酯泡沫结构及其改善B柱吸能特性研究EI北大核心CSCD

鉴于碳纳米管高强度和高刚度的特点,制备了一种碳纳米聚氨酯泡沫复合材料,采用试验与仿真相结合的方法探讨碳纳米聚氨酯泡沫及其填充薄壁管复合结构的压溃机理、吸能特性和应用效果。通过准静态压缩试验获得不同碳纳米含量泡沫材料的载荷-位移曲线,并对比其承载和吸能能力,确定添加碳纳米管的最佳质量比;对薄壁管和泡沫填充薄壁管的吸能特性进行试验和仿真,验证泡沫填充结构有限元模型的有效性;最后将碳纳米聚氨酯泡沫填充于某轿车B柱来验证吸能效果。结果表明,填充该材料后的B柱最大侵入量和侵入速度均有明显降低,在满足轻量化的前提下,具有良好的吸能特性。     

基于效用函数理论的车身PP夹芯板结构参数优化与应用研究

为使采用聚丙烯(polypropylene, PP)芯材的夹芯板替代车身钢板获得更好的结构性能,选取车身板件的刚度、强度、质量和成本等多种设计属性,基于多属性效用函数理论,建立夹芯板结构参数(厚度)优化模型。将夹芯板结构设计的多目标优化问题转化为单目标优化问题,采用MATLAB编写参数优化程序,进行优化和实验验证。将优化的夹芯板结构应用于某汽车前围板,采用有限元仿真方法对前围板替换前后的车身结构性能进行了分析与评价。结果表明,采用优化的夹芯板前围板后,车身结构性能有明显改善。     

玄武岩纤维/铝合金层合板低速冲击性能及应用研究

制备一种玄武岩纤维/铝合金层合板复合结构,通过试验和仿真,探讨该复合结构的拉伸、压缩、剪切、弯曲和抗冲击特性。采用连续壳单元模拟纤维层,建立低速冲击仿真模型,从能量吸收、接触力和层合板损伤程度3个方面,研究铺层结构和冲击载荷角度对纤维金属层合板抗冲击性能的影响。最后,将纤维金属层合板应用于发动机罩外板,进行发动机罩静态刚度和行人头部碰撞仿真分析。结果表明,与原发动机罩相比,纤维金属层合板发动机罩的弯曲刚度和扭转刚度均有不同程度提高,行人头部保护性能得到改善。     

基于PSI方法的多材料车身部件选材研究

本文中基于PSI方法无需确定属性权重的优势,综合考虑材料固有属性、制造工艺性、安全和环保性等特性,采用PSI方法进行多材料车身部件选材的研究。首先阐述了基于PSI方法选材的基本步骤,系统确定了车身部件选材的评价指标及其量化方法,并将环境影响作为一个可量化的因素进行考虑;然后建立了选材决策矩阵,并通过求解备选材料的偏好指数,确定最佳材料方案;最后将该方法应用于某轿车车门的选材研究,通过仿真验证了该方法的有效性。     

汽车复合材料纵梁吸能特性研究

通过有限元软件Abaqus/Explicit建立了玻璃纤维复合材料帽形前纵梁正碰模型,并对所建模型进行了有效性验证。研究了前纵梁正碰吸能特性,对钢制材料、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料进行了对比,结果表明:碳纤维复合材料比吸能最高,质量比钢制材料减轻了20%。使用4种经典铺层对复合材料铺层方式进行研究,当碳纤维复合材料应用[45/-45/90/0]4s的铺层方式,玻璃纤维复合材料应用[0/90/45/-45]4s的铺层方式时,帽形前纵梁的正碰吸能特性较好,且适用于15°与30°斜碰工况。