某越野车小偏置碰撞结构优化

针对25%小偏置碰工况,提出建立两道防线来应对,即前机舱设计的主动防线和乘员舱设计的被动防线,其中前机舱设计是应对小偏置碰的关键。利用建立的小偏置碰数学模型,推导出前机舱设计的两种思路:车体与壁障的重叠量最小、前机舱结构吸能最大,并且给出这两种思路的参考结构(shotgun环型结构)。利用这个设计思路对某非承载式车身越野车的前机舱和乘员舱进行设计优化,使小偏置碰性能的车体结构评价结果由POOR提升为GOOD,证明设计思路的有效性;同时,为了更好地利用承载式车身的结构特点,对承载式车身的汽车结构设计提出了建议。     

纯电动SUV正面25%偏置碰撞仿真和优化

为研究某款纯电动SUV在正面小重叠碰撞下的安全性能,根据美国高速公路安全保险协会发布的测试规程,应用ANSA软件建立纯电动SUV正面25%偏置碰撞模型,利用LS-DYNA显式求解软件进行了计算。通过HyperView后处理软件分析了整车加速度、前围板最大侵入量、关键部件变形和吸能情况,发现该车型碰撞力有效传递路径为上纵梁传递到A柱,轮胎通过悬架系统传递到中地板边梁和门槛梁,而关键吸能部件(吸能盒和前纵梁)没有成为有效的碰撞力传递路径;乘员舱相关部件(A柱、A柱上边梁及中地板边梁等)刚度不足,该车型乘员舱变形严重。针对该车型在正面25%偏置碰撞试验中乘员舱变形严重的问题,从改善碰撞力传递路径和采用轻型铝合金材料以提高乘员舱刚度两个方面进行了优化。结果表明:整车碰撞安全性得到有效提高,乘员舱侵入量明显减小,前围板最大侵入量由246.59 mm减小到151.29 mm,降低了38.65%,结构评级由"差"提升到"良好"。针对提高乘员舱刚度后整车加速度峰值过大的问题,进行了L9(34)正交试验分析,得到了在前围板最大侵入量由151.29 mm降低到146.49 mm的前提下,整车加速度最大峰值由55.86g降低到44.77g的最优组合方案。     

某车型正面40%偏置碰撞的车体结构优化

某车型在64 km/h正面40%偏置碰撞试验中,出现踏板和转向管柱的侵入量超标问题。其原因是:更换动力后,前机舱变形空间减小,车体纵梁变形模式不合理,及前围板附近位置的强度较低。为此,该文提出了优化方案:调整纵梁的材料及修改纵梁内加强板的结构,来提高纵梁总成整体结构强度,增加加强件,来提高前围的总体强度。运用Hyperworks及LS-DYNA软件进行仿真分析。结果表明:优化后,改善了纵梁的变形模式,前围板侵入量减小了42 mm;乘员的伤害也得到改善,整体得分提高1分。因此,该优化方案合理,车身结构的加强对乘员起到很好的保护作用。     

汽车正面碰撞纵梁结构优化设计

分析了车辆正面碰撞过程中纵梁在碰撞力传递中的重要作用,对某车型纵梁结构存在的问题进行了分析,提出了优化方案.仿真验证表明,优化后的纵梁变形模式改善,吸能效果得到很大提升,提高了前纵梁的抗撞性能.     

偏置碰撞中车身结构优化设计

为了提高汽车在偏置碰撞中的安全性能,文章通过加强前横梁、前围纵梁、A柱内板及A柱加强板的结构;优化前围中骨架、门槛及地板纵梁等材料,并增强各件之间的连接,结合CAE偏置碰撞的安全分析,对车身结构进行优化设计,从而减小乘员舱的变形和对乘员舱的入侵量,为车内乘员提供了更加安全舒适的环境,最终达到提高车身安全的目的,使汽车在偏置碰撞中的安全性能得到很大改善,对乘员起到更好地保护。     

不同类型偏置碰撞的驾驶员腿部伤害对比研究

为了探讨不同类型偏置碰撞下驾驶员腿部伤害的差异性,本文在对C-NCAP40%偏置碰撞及IIHS 25%小偏置碰撞两种不同类型偏置碰撞试验的试验工况、假人腿部评价指标进行介绍的基础上,对某乘用车车型在上述两种试验下驾驶员的腿部伤害指标进行了对比研究,并从碰撞力的传递路径对其结果进行了分析。结果表明:由于碰撞中车身与壁障重叠率的不同导致不同的碰撞力传递路径,最终导致车身变形的差异。其中,25%小偏置碰撞对车身的破坏程度极大,试验后驾驶员侧的A柱严重变形,车身结构大量侵入到车内生存空间,故其假人腿部伤害值大于另外两种正面碰撞,尤其是驾驶员左腿伤害值。优化车身前端结构,增加A柱强度,最大程度保证驾驶舱腿部生存空间,才能有效提高小偏置碰撞中乘员的安全性能。     

汽车前纵梁结构耐撞性分析及多目标优化设计

为提高汽车前纵梁结构的耐撞性和轻量化水平,文章对其进行多目标优化设计。基于动态落锤冲击试验,建立并验证了前纵梁有限元模型的准确性以及建模方法的可靠性。结合试验设计、粒子群优化（PSO）算法改进的支持向量机回归模型（SVR）和非支配排序遗传算法Ⅱ（NSGA-Ⅱ）,以减轻前纵梁质量和增加其比吸能为优化目标,对前纵梁的结构进行确定性优化和可靠性优化。结果表明,优化后的前纵梁结构耐撞性和轻量化水平都有了提升,同时也保证了设计的可靠性。     

基于载荷传递模型的汽车耐撞性研究

为了提高汽车正面碰撞安全性,文章研究了碰撞载荷在车身结构中的传递路径,并以此为依托,总结了基于载荷传递路径的汽车碰撞安全性优化方法。以具体的车身结构为例,结合此方法,构建了其在整车64km/h正面40%偏置碰撞工况下的载荷传递模型。以优化侵入量为目标,载荷传递路径为根本,基于所建模型,提出了改进方案。结果表明,提出的改进方案在改善正面偏置碰撞汽车耐撞性方面取得了很好的效果。     

基于提高后碰性能的车身结构优化

为提高乘用车后碰发生时乘客的安全性以及避免燃油泄露,对某款车后纵梁采用分段式设计、合理布置吸能筋及增加后纵梁加强板等优化车身结构设计的方法,使后排R点侵入量由优化前的125mm低为44mm,最大加速度值由24g降低为18g,加速度峰值时间较优化前延迟5ms,同时同一位置处最大截面力由80kN减小为58kN,后碰性能明显提升,通过CAE仿真分析及实车验证,该设计方法符合法规要求,为处理类似车身结构设计问题提供了参考。     

全铝车身前纵梁耐撞性与轻量化优化方法

为了提升前纵梁的碰撞性能及轻量化水平,建立了全铝车身前部结构的正面碰撞有限元模型,对前纵梁的耐撞性与轻量化优化方法进行了研究。以前纵梁的3种不同截面形式为对象,对比分析了截面形状的变化对碰撞性能的影响。在此基础上,以碰撞性能及质量为优化目标,分别对3种不同截面形式的前纵梁进行多目标优化。进一步在目标空间中,将3种不同截面形式前纵梁的Pareto解集按其目标函数向量进行相互比较,最终得到了考虑截面形式影响因素的Pareto解集。此优化方法为前纵梁的耐撞性与轻量化优化提供了新的解决方案。     

某车型匹配新型大尺寸变速器的正面耐撞性优化

2012版C-NCAP正面偏置碰撞速度与欧洲相同,对汽车耐撞性要求比以前更为严格。针对某车型重新匹配新型大尺寸变速器后导致正面吸能空间不足、正面偏置碰撞安全性能下降的问题,根据试验结果和有限元分析结果进行了正面车身结构优化。通过优化纵梁降低了整车加速度波形,减少了乘员舱的侵入量,使该车型能够满足整车安全性能要求。     

某车型小重叠碰撞仿真及车体结构优化

该文建立了某实车正面小重叠碰撞有限元分析模型。先对该模型进行对标验证,然后根据"美国公路安全保险协会"(IIHS)相关评价体系的要求,进行了25%重叠偏置碰撞仿真,并分析与评估了碰撞中的结构变形。根据在25%小重叠偏置碰撞工况与传统40%偏置碰撞工况的有限元仿真结果的对比,提出了该车的优化方案:为了增加前舱吸收碰撞能量的能力和提高乘员舱刚度,改进了发动机舱上边梁结构。结果表明:该优化后的车体结构方案,得分从原来的"差",提升为"良",从而提高了整车的耐撞性。     

一种内嵌CFRP的汽车铝合金前纵梁吸能特性研究

提出一种内嵌碳纤维复合材料(CFRP)的汽车铝合金前纵梁结构,研究了内嵌CFRP对铝合金前纵梁吸能特性的影响。通过仿真验证内嵌CFRP可改善铝合金前纵梁吸能特性,并制备前纵梁试样进行轴向冲击试验,分析铝合金前纵梁压溃过程和吸能特性,并研究了斜向冲击下前纵梁吸能特性。结果表明:在轴向冲击下,内嵌CFRP可显著改善汽车铝合金前纵梁的吸能特性,比吸能和碰撞力效率最大分别提高32%和35%,加强CFRP层合板横向支撑和增加CFRP层合板厚度可提高前纵梁的比吸能;在斜向冲击下,提供良好横向支撑的CFRP内嵌方式可有效改善铝合金前纵梁压溃形式,与单一铝合金前纵梁相比,明显提升了斜向冲击的吸能效果。     

某车型正面碰撞结构优化

针对某车型在正面碰撞试验中出现踏板和转向管柱侵入量超标的问题,对其产生原因进行分析。运用Hypermesh及LS-DYNA软件进行整车碰撞仿真分析,提出拉平纵梁、在前围板与A柱间以及在前地板增加连接件和加强件的结构优化方案。优化后纵梁的变形模式及前围侵入量均得到改善,前围最大侵入量由原来的343 mm减小到219 mm。表明优化纵梁结构、提高乘员舱总体强度的方案合理,该设计理念和方法可为其他车型的结构设计提供参考。     

薄壁梁诱导槽结构抗撞性优化设计及应用

通过分析各种变形诱导结构设计特点的基础上,提出了一种有效的变形诱导槽结构.将该变形诱导槽结构应用于某车架前纵梁的碰撞模拟中,以提高其动态吸能特性.选取前纵梁诱导结构的主要设计参数作为研究对象,采用响应面法并结合正交试验设计、显式有限元方法等来进行分析.建立了前纵梁诱导结构的总吸能和最大冲击载荷的多目标优化模型,并对模型...     

基于J-C型材料模型的整车正面碰撞结构优化

根据拉伸试验结果,考虑应变率效应及温度效应,确定了B420LA及HC420/780DP材料的J-C型动态拉伸本构方程,并将这2种材料用于某款新能源汽车的前纵梁结构设计。基于LS-DYNA程序,采用数值仿真的方法,考虑整车正面碰撞工况前纵梁结构的变形模式及压溃吸能效果,对前纵梁结构进行了优化设计。结果表明,优化后的前纵梁压溃变形模式更好、吸能效果更优,左、右侧整车加速度峰值由58.1g与56.2g分别降为38.0g与39.2g,前围板过程最大侵入量由208.7 mm降低为182.2 mm,符合汽车正面碰撞工况研发的需要。     

某车型小偏置碰撞约束系统及假人评定项优化研究

为提升某车型正面25%偏置碰撞试验乘员保护性能，开展了假人伤害等级评定项、约束系统和假人运动等级评定项试验方法及优化方案研究。首先，通过仿真对标试验的方式建立准确模型；然后，增加侧气帘、优化安全带、安全气囊点火时间及参数、优化转向管柱支架和仪表板支架结构；最后，利用计算机辅助工程（CAE）方法进行了验证，结果表明：假人大腿和髋部、腿部和脚部等级由一般（M）和较差（P）提升到了优秀（G）和良好（A），约束系统和假人运动等级评定项由较差（P）提升为优秀（G）；小偏置碰总体评价由较差（P）提升为优秀（G）；乘员加权伤害指标（WIC）降低了22.97%。     

挤压铝合金车身前纵梁耐撞性研究

车身前纵梁是汽车发生正碰时吸能和传递载荷的重要部件。为提高车身前纵梁的耐撞性和轻量化水平,利用CAE分析研究了不同截面形状铝合金前纵梁50km/h冲击载荷下的总吸能量、碰撞力峰值及其变形模式。结果表明,"日"字形截面前纵梁适用性最佳。搭载某纯电动车型,50km/h全正碰试验后,前纵梁前端发生轴对称变形,吸能模式合理,后段未发生折弯失稳。     

基于正交设计的汽车前纵梁吸能结构的优化

为了增强某款SUV车的耐撞性,提出了一种带诱导槽的八边形结构、可逐级吸收碰撞能量的前纵梁,并建立了其准静态纵向压溃和台车碰撞两种有限元模型。在台车模型中考虑了台车质心位置和车轮模型的刚度、高速旋转与摩擦特性的影响;采用正交试验设计法对前纵梁的材料、壁厚和焊点位置进行了优化,并将优化结果用于底盘结构。底盘耐撞性试验结果表明,优化后结构具有较好的吸能能力。     

ODB 工况下车体前纵梁路径变形模式控制方法及应用

在偏置变形壁障（Offset Deformable Barrier，ODB）工况下，因为壁障与车辆相对位置存在试验的允许偏差，导致前防撞横梁、吸能盒、前纵梁所受载荷在不同偏差位置下也各不相同，变形模式也可能产生差异，造成实际试验结果可能与计划不相符。在考虑试验偏差的情况下，详细分析前防撞横梁、吸能盒、前纵梁的力学特性，详述了各部品实现稳定变形模式的控制方法和应用结果。