基于碰撞性能的转向柱结构优化设计

在汽车正面碰撞过程中,驾驶员容易受到转向柱的伤害,具有良好碰撞性能的转向柱对保护驾驶员的安全极其重要。针对这个问题,以微型轿车转向柱为研究对象,根据显式动力学有限元理论,建立转向柱碰撞有限元模型,运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,基于碰撞性能,对转向柱的结构进行优化设计,并对不同结构的转向柱在碰撞过程中的变形形态,运动位移、速度以及吸能量进行对比分析。结果显示:截面形状为圆形的转向柱在碰撞过程中的变形形态,运动位移、速度和吸能量等方面的碰撞性能均优于截面形状为正方形和六边形的转向柱,且适当增加管柱壁厚有利于改善转向柱的碰撞性能。仿真结果表明,提出的数值模拟方法为转向柱的优化设计和碰撞性能的改善提供了一条新的途径。     

基于碰撞性能的转向柱结构优化设计

在汽车正面碰撞过程中,驾驶员容易受到转向柱的伤害,具有良好碰撞性能的转向柱对保护驾驶员的安全极其重要.针对这个问题,以微型轿车转向柱为研究对象,根据显式动力学有限元理论,建立转向柱碰撞有限元模型,运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,基于碰撞性能,对转向柱的结构进行优化设计,并对不同结构的转向柱在碰撞过程中的变形形态,运动位移、速度以及吸能量进行对比分析.结果显示:截面形状为圆形的转向柱在碰撞过程中的变形形态,运动位移、速度和吸能量等方面的碰撞性能均优于截面形状为正方形和六边形的转向柱,且适当增加管柱壁厚有利于改善转向柱的碰撞性能.仿真结果表明,提出的数值模拟方法为转向柱的优化设计和碰撞性能的改善提供了一条新的途径.     

铝合金车体前端结构抗撞性优化设计

为提高列车在碰撞事故中的耐撞性能并保证乘客的安全.以铝合金车体为研究对象,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对客车铝合金车体进行大变形碰撞仿真,并在此基础上利用多学科优化软件iSIGHT对车体前端吸能结构的进行优化,得出在碰撞过程中车体结构的变形模式以及车内乘客身体的受力和加速度情况,并对车体前端吸能结构进行最优化设计,满足轻量化要求,从而实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计.     

汽车前保险杠碰撞过程动力学仿真与分析

前保险杠是汽车正碰主要吸能部件,在很大程度上决定了汽车的耐撞性与安全性。针对汽车碰撞过程中前保险杠的大变形和非线性接触问题,建立了某款国产轿车前保险杠(包括:保险杠、吸能盒和纵梁)与刚性墙碰撞有限元模型。采用分段线性塑性材料本构模型和显式动力学有限元法对其碰撞过程进行动态仿真,获得了保险杠、吸能盒和纵梁的变形情况、能量变化情况以及碰撞力曲线。仿真结果与实验结果吻合良好,从而验证了有限元模型正确性。结果表明,槽型诱导结构比盒型诱导结构更容易诱导纵梁产生褶皱变形,且碰撞力曲线随纵梁的褶皱变形产生波动。     

模型参数对轨道列车吸能结构特性的影响

为深入地研究材料本构模型参数、材料、单元尺寸参数和网格密度分布等对车辆碰撞仿真结果的影响,基于碰撞界面的非线性接触算法,建立了典型吸能装置的动态冲击动力学模型,在进行材料动态冲击试验的前提下,考察了虚拟数字计算中涉及到的变形体本构模型、应变率效应等关键技术对吸能部件的响应影响形式.研究表明,变形体的材料本构模型的简化差异对动态冲击响应具有显著的影响;在结构设计相同的的情况下,低碳钢材料的吸能容量要远远超过铝合金材料;而过大的网格尺寸不能准确描述结构细微的塑性变形.     

基于RCAR试验的电动SUV低速保险杠耐撞性研究

为研究某款纯电动SUV保险杠在低速正面碰撞工况下的耐撞指标,提高其耐撞性能。首先依据RCAR保险杠低速碰撞试验及评价方法,建立某纯电动SUV正面全宽低速保险杠碰撞有限元模型;其次,从防撞梁、吸能盒的吸能和变形以及车体损坏情况等对仿真结果进行分析。结果表明,模型防撞梁强度不足,导致吸能盒未发挥低速吸能效果,风扇受到挤压。最后从防撞梁截面型式、材料,厚度3个影响防撞梁强度的因素出发,提出3种优化改进方案。研究表明,方案3防撞梁低速碰撞耐撞性最好,在满足轻量化要求的同时满足了RCAR测试的要求。     

轻型货车前纵梁碰撞吸能特性分析

为分析某轻型货车前纵梁碰撞吸能特性,以碰撞理论为基础,运用CATIA软件建立前纵梁有限元分析模型,进行ANSYS/LS-DYNA模拟仿真。结果表明:车架前纵梁在碰撞中的变形吸收了大部分的能量,车架的最大变形位于纵梁的变截面处;纵梁的初速度为13.5 m/s,货车整备质量2.5 t条件下,碰撞发生2 ms后由于材料的塑性变形而产生峰值减速度,随后材料变形失效;车架前纵梁吸能特性与减速度相似,位于碰撞发生2 ms时出现吸能峰值。     

不同截面薄壁梁的轴向耐撞性对比研究

针对汽车碰撞安全研究的需求,以汽车前纵梁为研究对象,分析了薄壁直梁的耐撞性评价指标,运用非线性有限元理论建立了方形和方锥形2种不同截面薄壁直梁的有限元模型,研究了这2种截面的薄壁直梁结构在轴向冲击载荷下的能量吸收与变形特性,并对他们的耐撞性能进行了对比.结果表明,锥形截面薄壁梁的吸能特性优于方形结构.     

铝合金管多次冲击下的动态响应和破坏模式转化研究

汽车连环碰撞事故中,车身结构易受到多次冲击,对汽车的安全性造成巨大影响。以铝合金圆管为研究对象,通过实验与仿真相结合的方法,研究了铝合金圆管的多次冲击响应及特征参数对破坏模式转化的影响规律。研究发现:铝合金圆管多次冲击下的载荷-位移曲线、比吸能、平均载荷等吸能特性与圆管褶皱形成过程密切相关。此外,采用ABAQUS软件对铝合金圆管破坏过程进行了仿真,研究总结了铝合金圆管直径厚度比、高度直径比对多次冲击破坏模式转化的影响规律。     

桥梁钢护栏防撞性能有限元分析

梁柱式钢护栏作为一种半刚性护栏,具有一定的刚性和柔性,能依靠护栏的弯曲变形和张拉力来抵抗车辆的碰撞.为研究桥梁钢护栏的防撞性能,本文采用ABAQUS有限元分析软件对桥梁梁柱式钢护栏进行静力碰撞分析,研究了碰撞速度一定时,不同碰撞角度对碰撞性能的影响,结果表明在初始碰撞速度80 km/h不变的情况下,随着碰撞角度的增大,护栏的最大应力和最大位移都将增大,从而使护栏提前进入塑性阶段而屈服.     

带有CST的微型客车正面碰撞仿真分析

针对微型客车前部在正面碰撞事故中吸能区域较短,基于VPG有限元前处理软件、LSDYNA后处理软件为平台,分别建立了不带螺纹剪切吸能装置和带有螺纹剪切式吸能装置的微型客车模型,并对其进行仿真研究.仿真结果表明,无吸能装置的客车前部变形很大,威胁到车内乘员的生命安全;而有吸能装置的客车前部变形较小,B柱加速度变化曲线比无吸能装置时较平缓,从而很好地保护了车内乘员的生命安全.螺纹剪切式吸能装置使汽车前部的正碰吸能性得到很大改善.     

汽车追尾碰撞保险杠结构的力学特性

针对交通事故中汽车的碰撞问题,运用动量守恒定理和能量守恒定律着重研究了汽车追尾碰撞情况下,汽车碰撞前部主要的结构吸能的优化方法。基于非线性ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分析了在车辆的前纵梁部分薄壁梁表面开矩形吸能孔的可行性,取得了优化的薄壁梁的有限元模型,并利用得到的优化模型进行了保险杠碰撞的力学分析。     

基于神经网络的数据挖掘模型在吸能装置上的应用

针对传统有限元分析方法对机车车辆结构耐撞性计算效率低的问题，在已有仿真分析数据基础上，引入机器学习方法，对车辆关键结构的耐撞性以及碰撞安全性进行分析预测. 首先，建立基于神经网络的数据挖掘模型，在此基础上构建车辆关键结构的碰撞响应预测方法；其次，通过试验验证了防爬吸能装置有限元模型的正确性，以此模型为基础获得不同壁厚防爬吸能装置的碰撞响应仿真数据；然后，以吸能装置壁厚作为模型输入，不同壁厚所对应的位移、速度、界面力和内能等碰撞响应作为模型输出，将有限元仿真数据用于模型训练，优化后的数据挖掘模型的拟合优度在0.922以上；最后，为验证模型预测的准确性，将碰撞数学模型的预测结果与有限元仿真结果进行对比，速度、位移、界面力和内能的平均相对误差分别为7.10%、4.51%、6.20%和2.50%. 研究结果表明:基于神经网络构建的数据挖掘模型在保证精度的情况下，能很好地反映防爬吸能装置的碰撞特性，大幅降低了计算时间，提高了计算效率.      

循环荷载作用下路基土体塑性变形研究

在分析岩土体在重复荷载作用下永久变形产生和发展的规律,以及对常用重复荷载作用下土体永久变形计算方法的基础上,采用单元强度随机生成的有限元方法对重复荷载下岩土体永久变形规律进行了数值仿真,得出以下主要结论:采用单元强度随机生成的有限元方法模拟方法能够较好的表现土体永久变形的基本规律,路基岩土材料的强度变异性是土体在重复荷载下累积变形表现与其他材料差别的主要因素;红层软岩路堤在不同大小的车辆荷载作用下塑性累积变形逐渐发展;当汽车荷载较小,路基在车辆荷载作用下的变形可以稳定。当荷载较大,则沉降渐进发展而且不能稳定,会出现路基土体移动,路基脱空等病害。     

城市桥梁被车辆撞击后损伤分析

通过研究城市桥梁中当桥墩在重型车辆撞击下的受力状态及车-桥的碰撞机理,采用有限元软件ABAQUS对3种不同车速车辆垂直撞击桥墩的情况进行了模拟分析。分析表明:桥墩被撞击位置处的应力先随时间的增加而增大,达到最大值时,既又随之减小,符合混凝土的弹塑性破坏;并且车速越大,桥墩局部达到的应力及位移也越大。     

基于MSC．Dytran的13000t成品油轮船冰碰撞的性能分析

文章运用非线性有限元基本理论,在MSC．Dytran平台上建立了船舶首部、冰体的三维有限元计算模型,分析了碰撞力的大小、船首及内部结构的损伤变形和能量吸收等特性,为研究大型运输船舶船体结构与冰之间碰撞性能提供参考。     

超高车辆碰撞桥梁的有限元损伤分析

基于ABAQUS有限元分析软件,充分考虑钢筋与混凝土的共同受力及混凝土的材料非线性,对超高车辆碰撞桥梁进行仿真模拟.针对不同车速下超高车辆对桥梁的撞击问题,分析车-桥的碰撞机理及撞击对桥梁的损伤情况.分析发现:碰撞速度越大,主梁应力越大,且达到最大应力所需的时间越短;碰撞对主梁的损伤破坏是非常大的,特别是受拉损伤,且损...     

船与刚性桥墩的碰撞性能分析

运用非线性有限元基本理论，采用国际上广泛使用的大型结构分析程序LS—DYNA，建立了船舶、刚性桥墩的三维有限元计算模型．分析了碰撞力的大小、船首及构件的损伤和吸能特性，并与经验公式计算结果进行了比较，得出了有关船撞力大小和分布规律的结论．