基于GB20071-2006的侧面碰撞MDB数值模型设计开发

基于GB 20071-2006法规对移动变形壁障(MDB)的性能要求,建立了MDB数字化模型.基于渐进式吸能块结构,采用弹塑性与可压溃泡沫材料组合模型模拟吸能块的变形行为,根据法规规定的碰撞块力一变形曲线.进行吸能块各层材料刚度特性分配并构造了满足法规要求的碰撞块材料参数.进行了碰撞性能校核,在保证计算结果符合法规要求的同时获得了很高的计算效率.     

基于AEMDB的侧面碰撞试验参数研究

为了新版中国新车评价规程(C-NCAP)能够有效地辨识车辆被动安全性能,通过对中国现有车辆前端外观参数的统计分析,确定影响车辆侧面碰撞安全性能的主要参数,并提出代表中国车辆特性的"平均"车型,在此基础上提出符合中国工况的移动壁障参数。将该新型移动壁障与2015版C-NCAP和2015版欧洲新车评价规程(Euro-NCAP)所采用的移动壁障参数进行对比分析,并采用3种类型移动壁障进行3次针对同一车型的实车侧面碰撞试验,提出了符合中国实际工况的侧面碰撞试验评价方法。结果表明:不同移动壁障参数对车辆侧面车门侵入量、车门侵入速度和假人损伤都有较大影响;移动壁障质量越大、蜂窝铝保险杠下沿离地高度越高、车门的侵入量越大,车门侵入速度也越高;对于乘员损伤来说,新型移动壁障和2015版Euro-NCAP用壁障试验结果对假人损伤时刻比2015版C-NCAP用壁障结果时刻要提前,且新型壁障峰值更大;研究结果对推动中国汽车被动安全发展和车辆侧面安全防护提升具有重要意义。     

新版C-NCAP侧面碰撞假人损伤研究

基于某车型的开发需求,采用新旧两种不同的侧面碰撞测试方法,对某车型进行了两次侧面碰撞试验,探究新的评价方法下,乘员保护面临的挑战。两种试验方法分别采用ES-2假人配合EEVC 2000可变形移动壁障和World SID50th假人配合碰撞中心后移以及保险杠高度提高的AE-MDB可变形移动壁障。试验结果表明,新的侧面碰撞测试方法对汽车侧面安全性能的要求更为严苛,主要体现在前排假人上肋骨损伤显著增加,后排乘员的头部损伤及盆骨损伤也明显增加。在新的侧面碰撞方案实施时,新的约束系统开发需要提高对前排乘员胸部及后排乘员的保护。     

汽车侧面碰撞试验用吸能材料研究

随着我国汽车安全性研究的不断发展和国内汽车碰撞试验水平的提高,有关汽车侧面碰撞安全性的法规也开始准备颁布实施。本文根据欧洲侧撞法规ECER95,对汽车侧面碰撞用吸能材料进行了大量的研究工作。通过对标准铝蜂窝和多种吸能材料力学特性的研究,建立用于汽车侧面碰撞模拟计算的移动可变形壁障(MDB)的模型,并通过模型验证自行开发的侧撞吸能结构的动态特性。     

不同碰撞模式下的汽车侧面结构抗撞性分析

对比了美国和欧洲侧面碰撞法规的不同;利用计算机模拟方法建立了某中级轿车4种不同碰撞模式(ECE R95规定的移动变形壁障侧面碰撞、Euro-NCAP规定的侧面柱碰撞、FMVSS214规定的移动变形壁障侧面碰撞和侧面柱碰撞)的动态仿真模型.通过动态仿真计算获得了4种碰撞模式下的车体结构变形参数,分析比较了不同碰撞模式下车体结构变形特点和可能引起乘员伤害的程度,并提出了侧面结构抗撞性的改进方法.     

汽车侧碰移动变形壁障有限元模型的开发

按照ECER95法规对移动变形壁障性能的要求及验证试验的方法，建立了移动变形壁障的有限元模型，并进行了验证试验仿真，仿真结果满足法规的要求，验证了模型的正确性。     

轿车侧面柱碰撞和可变形壁障碰撞试验研究

为研究侧面柱碰及侧面可变形壁障碰撞试验特点,选取某B级轿车分别进行了Euro-NCAP中侧面柱碰试验和C-NCAP侧面可变形壁障（AE-MDB）试验。分析了车身加速度以及假人伤害特点,结果表明：侧面柱碰撞相比可变形壁障碰撞对乘员有更大的损伤风险,车身加速度更大,车身侵入量更大、局部变形更严重。为减少侧面碰撞伤害,需要增加碰撞侧车身局部强度,避免小区域重叠刚性碰撞。     

汽车侧面碰撞安全性研究探讨

文中对比分析了美国FMVSS214和欧洲ECER95法规,阐述了我国汽车侧面碰撞的乘员保护标准(GB20071-2006)的相关内容。在汽车侧面碰撞研究方法上,说明了FMVSS214和ECER95法规中移动变形壁障的几何尺寸,以及ECER95法规中移动变形壁障的力的变形特性,并且在汽车车身结构方面对提高汽车侧面碰撞安全性的措施进行了探讨,概述了一些提高车身结构抗撞性的措施。     

汽车侧面碰撞安全性研究探讨

随着我国汽车碰撞安全性研究的不断发展和国内汽车碰撞试验水平的提高,有关汽车侧面碰撞安全性的法规也开始准备颁布实施。本文主要论述我国开展汽车侧面碰撞研究的重要性,并进行FMVSS214和ECER95侧面碰撞法规的对比分析,介绍FMVSS214和ECER95法规中移动壁变形壁障的几何尺寸及其力学性能要求。最后概述抗侧面碰撞的车身结构设计与改进方法。     

旋转式壁障设计及仿真验证

为避免进行不同类型汽车碰撞试验时,在固定壁障墙上频繁的拆卸和安装壁障设备,文章设计了一种集多个撞击面的旋转式壁障,通过旋转壁障基体达到快速更换壁障的目的。对壁障进行了等效静力仿真分析,仿真结果显示,壁障整体最大变形量为0.13mm,最大应力值为28.99Mpa,均在合理范围内。使用Hyperworks和LS-DYNA软件建立了某车与壁障有限元碰撞模型并进行了仿真试验,仿真结果显示壁障基体未发生移动及变形。根据仿真结果优化了撞击力传递路径,提高了壁障的可靠性和使用寿命。     

高速公路组合型波形板活动式钢护栏开发

根据高速公路实际使用需求开发了一种组合型波形板活动式钢护栏,设置在中央分隔带开口处.基于现行规范的要求确定了碰撞试验条件和安全性能评价标准,采用有限元软件IS-DYNA对车辆-活动护栏的碰撞过程进行了数值模拟,并开展了实车碰撞试验对活动护栏的防护能力进行验证.试验结果表明:该活动护栏的碰撞能量达到l60kJ,满足Am级...     

预溃拉伸吸能结构的构建、分析与优化

本文中基于对拉伸吸能方案优越性的分析,创新性地提出了一种能有效提升碰撞吸能性能的预溃拉伸吸能结构。首先通过吸能盒的压缩试验和标准拉伸样件的拉伸试验,表明了拉伸吸能具有更高比吸能的优点。随后构建了一种利用吸能杆拉伸吸能的预溃拉伸结构,通过有限元碰撞仿真分析其碰撞形变和吸能特性,并对其板厚参数进行优化。结果表明:新型结构充分发挥了材料拉伸吸能原理的优势,其比吸能比传统结构高40%,碰撞安全性能明显提升。     

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。     

采用预变形车门的侧面碰撞台车试验

鉴于车门在碰撞假人时已有一定的变形,提出用预变形车门取代原车门来模拟侧面碰撞的方案以提高模拟精度,预变形车门从模拟过程的中间结果导出。以采用此法获得的对应30ms和50ms时的预变形车门模型,分别进行模拟。计算结果的对比分析表明,采用30ms预变形车门模拟结果比较接近原车试验结果。最后以此模型制作实物预变形车门,进行了台车试验验证。     

薄壁直梁件碰撞诱导变形模拟分析

采用LS-DYNA软件对某薄壁直梁件开设的8种诱导结构进行碰撞仿真研究。分析了不同诱导结构对薄壁直梁件压溃模式、载荷变化和能量吸收情况的影响。初步认为,不加诱导结构时薄壁直梁件的变形模式不稳定;薄壁直梁件在轴向压溃过程,对侧壁上的孔不敏感;侧壁上诱导槽的开设形式对薄壁直梁件压溃影响较大。     

高速公路中央分隔带易开型防撞活动护栏碰撞仿真

针对目前国内高速公路中央分隔带开口处活动护栏所存在的安全隐患,提出了一种中央分隔带活动护栏型式,并建立了新型活动护栏的有限元模型。基于HYPERMESH与LS-DYNA软件平台,以HYPERMESH进行前处理,LS-DYNA作为求解器,采用1.5 t皮卡车和10 t货车的有限元模型,分别以侧向碰撞角度20°、速度100 km/h和碰撞角度20°、速度60 km/h为碰撞条件进行了汽车-护栏碰撞仿真。仿真结果表明,该活动护栏满足160 kJ碰撞能量的Am级防撞要求;三向加速度均不大于规定值20 g,最大动态横向位移均小于规定值1.5 m。此新型高速公路中央分隔带活动护栏可以有效地阻挡车辆,并且对车辆具有导向性,使车辆回到正确的行驶方向,在保障乘员安全同时还能减少对车辆的损坏。     

新型汽车碰撞能量吸收器

提出一种新型汽车碰撞吸收器,该装置具有机械的、剪切型的吸能方式。文中给出了该吸收器的结构和工作原理,对吸收器特性进行了台架与台车碰撞试验。试验结果表明:该吸收器能分解一次性碰撞的巨大能量,逐渐减小碰撞力并逐渐吸收其能量;降低人体所承受的减速度值及减少发生二次碰撞的概率。     

考虑损伤下的汽车吸能盒轴向压缩特性研究

用有限元软件ABAQUS对钢质、铝合金质吸能盒的吸能特性进行对比研究，采用不同的损伤模型模拟材料的变形行为，比较了两种吸能盒轴向压缩距离、变形模式、评价指标的变化特性。结果表明，数值模拟下吸能盒的轴向压缩距离和变形模式与试验结果吻合。在冲击速度为10 m/s的低速碰撞下，铝合金质吸能盒吸收的能量与钢质吸能盒相比减少了6%；钢质吸能盒的吸能效率为35.5 kJ/mm，比铝合金质吸能盒高。铝合金质吸能盒相较于钢质吸能盒在压缩过程中形成了明显的折叠褶皱，边缘处材料失效，单元被移除。吸能盒的评价指标中铝合金质吸能盒的比吸能 （SEA）、峰值碰撞力 （PCF） 均比钢质吸能盒更优，钢质吸能盒的吸能量 （EA）、平均碰撞力 （MCF） 比铝合金质吸能盒更优。铝合金相比钢更适合作为中低速碰撞时车用吸能盒的材料。     

前、后支点组合挂篮变形协调性研究

前、后支点组合挂篮是针对重庆双碑嘉陵江大桥超重大断面单索面混凝土节段悬臂浇筑施工而发明的一种挂篮结构体系。该体系前、后支点挂篮组合,可增强挂篮总体稳定性,并减轻其结构自重。作为2种受力特征和变形特征完全不同的挂篮,其组合结构变形协调性以及对施工的影响是研究的重点。基于大量理论分析和试验,分别采用2种不同的挂篮组合刚度设计来分析其体系在变形协调方面的特征,并提出综合性解决措施,使该挂篮体系得到成功实施。     

重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道结构优化研究

为解决现有弹性支承块式无砟轨道动态轨距变化量大、轨道几何形位的保持能力相对较弱的问题，提出一种斜坡型弹性支承块式无砟轨道。采用静力计算方法，通过分析钢轨和支承块变形、支承块相对支承块槽的位移以及支承块和道床板的受力状态，研究弹性支承块短侧面的合理坡度； 基于模拟落轴试验，研究斜坡型弹性支承块式无砟轨道部件刚度匹配问题。研究表明： 斜坡型弹性支承块对于控制轨道结构变形，改善支承块、橡胶套靴及道床板等轨道结构受力状态更加有利。建议在30 t轴重条件下，弹性支承块短侧面坡度取1∶5~1∶6，套靴刚度取200 kN/mm左右，块下垫板刚度取80 kN/mm左右较为合理。