车辆正面碰撞中的耐撞性能仿真分析

为了评价汽车在正面碰撞事故中耐撞性能,应用HyperWorks仿真软件建立了车辆正面100%碰撞有限元模型。后处理利用HyperView对B柱下端加速度、A柱上部最大折弯角、前围板侵入量以及前门铰链变形量4项重要评价指标进行仿真分析,以此评估正面碰撞中车体的耐撞性能。结果表明:B柱下端最大加速度小于3ms合成加速度72g的要求,A柱上部最大折弯角对乘员伤害程度在允许范围内,前围板变形云图小范围超出目标值,前门铰链变形量不影响碰撞后车门的正常开启,车体耐撞性能良好。类比2017年C-NCAP实车正面碰撞结果,表明仿真试验具有较高的可信性,为车体耐撞性优化设计提供依据。     

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。     

某车型正面碰撞性能提升

本文针对某车型偏置碰中主驾小腿生存空间不足的问题,对前围侵入量的3个关键影响因素进行优化,提出了提高机舱的吸能能力,提高前围的抗变形能力和乘员舱强度的优化思路,通过对B柱加速度曲线、前围侵入量、门框压缩量3个指标进行评估,得出了最佳的优化方案。同时针对乘客安全气囊保护效果较差的问题,对其支撑性、保护范围以及与乘客接触时刻进行优化,搭配减小安全带限力值,来改善乘客胸部压缩量。通过仿真和实车验证,优化效果显著,为后续项目的整车正面碰撞性能提升提供了一种有效的优化思路。     

基于两种正面碰撞的轿车耐撞性能仿真与改进研究

以某轿车为研究对象,建立了整车有限元模型,基于GB 11551—2003《乘用车正面碰撞的乘员保护》和欧洲正面碰撞法规ECE R94.01进行碰撞数值仿真,针对原车在两种正面碰撞中耐撞性能的不足,提出对主要吸能件进行结构改进与材料替换的方案。仿真计算结果表明,在整车质量仅增加3.05kg的情况下,改进方案使整车在正面100%重叠刚性壁障碰撞中加速度峰值降低了6.1g,在偏置40%重叠可变形壁障碰撞中乘员舱侵入量有明显减小。     

大客车车身骨架碰撞仿真分析

在ANSYS／LS-DYNA中建立了大客车车身骨架正面碰撞有限元计算模型,并在普通计算机上完成了整车与刚性壁的碰撞仿真计算,从结构变形、乘员生存空间和碰撞加速度三个方面分析了车身骨架的耐撞性问题,讨论了改进方法和措施。     

基于碰撞性能的某全铝电动汽车结构优化设计

文章建立了整车有限元模型,按照国标要求模拟了正面100%重叠碰撞,并开展了实车碰撞试验;从B柱加速度-时间历程曲线、前端吸能结构的变形模式和乘员舱侵入量等方面,详细对比了仿真与试验结果,验证了整车仿真分析模型具有较高的可靠性和准确度,精度可达到98%以上。最后,利用验证后的有限元模型对车身的前端结构进行了多目标优化分析,将整车碰撞加速度由初始值53 g降低为48 g。     

基于多目标遗传算法优化和研究CIASI保险指数安全性能

以CIASI保险指数的正面25%偏置碰撞、侧面碰撞和车顶抗压为例,对如何提高乘员舱耐撞性强度和车身轻量化进行研究。将有限元整车碰撞模型解耦成乘员舱简易模型,对乘员舱简易模型主要结构件进行DOE试验设计并构建Kriging近似代理模型,基于非支配排序遗传算法对乘员舱强度和车身质量进行多目标确定性和可靠性优化。结果表明,优化后乘员舱强度提高10.18%,并且相比初始设计减重10.0%,为对应保险指数提供参考建议。     

大客车车身骨架侧面碰撞模拟分析

阐述了汽车碰撞有限元法和接触碰撞系统,模拟了大客车与大客车侧面碰撞,并从骨架结构变形、乘员生存空间、碰撞能量、碰撞速度和加速度方面详细分析了撞击和被撞大客车车身骨架碰撞安全性,提出了提高大客车车身骨架耐撞性的方法.     

基于某商用车开发过程的正面碰撞仿真分析与优化设计

首先对这款商用车的设计初版模型进行了结构耐撞性分析,然后基于B柱加速度波形曲线走势以及驾驶室的变形等情况对整车的结构进行了优化设计。优化之后的仿真结果表明,该车的吸能能力得到了明显的改善,驾驶室变形量也得到了明显的降低。最后进行了约束系统碰撞分析,结果表明乘员伤害值满足设计的法规要求。     

全铝车身电动轿车正面碰撞仿真和优化

为研究全铝车身电动轿车正面碰撞的耐撞性,应用ANSA建立了全铝车身电动轿车的有限元模型。依据C-NCAP对车身加速度、碰撞速度、车门变形量指标的规定,在LS-DYNA中对所建的全铝车身电动轿车的有限元模型进行了正面100%重叠刚性壁障仿真碰撞试验。试验结果表明:全铝车身电动轿车在正面碰撞过程中车身加速度大,在0.033 s时加速度达到最大值59.6g,高于C-NCAP指标中的目标值50g;前侧车门的最大变形量为41.72 mm,高于C-NCAP指标中的目标值40 mm。针对全铝车身电动轿车正面碰撞存在的问题,设计使用4因素3水平的标准正交矩阵,对全铝车身电动轿车的车身结构参数进行了优化调整。利用LS-DYNA依次进行仿真计算分析,确定了各因素对车身加速度影响的主次顺序;对仿真结果进行极差分析、方差分析和显著性分析,获得了最优方案,即前防撞梁厚度3 mm,吸能盒厚度3.5 mm,前纵梁厚度2.8 mm,前防撞梁材料7003。优化结果表明:与基础模型方案相比,优化后车身加速度降低了23.8%,前侧车门变形量减小了9.6%,增强了全铝车身电动轿车的耐撞性,为全铝车身电动轿车正面碰撞安全的设计与改进提供了依据。     

22MnB5对侧围A/B柱变形行为的影响

为给汽车安全部件的材质定义及应用热压成形技术提供数据基础,分析了某委托安全示范车辆使用B340/590DP与22Mn B5两种材料的变形行为。仿真中,以车身侧围A柱和B柱的安全碰撞性能的优劣为基本出发点,利用计算机辅助工程(CAE)软件。结果表明:对A柱加强板来说,在相同的边界条件下,使用22Mn B5合金比使用B340/590DP合金的乘员舱变化和A柱后移量都要小;对于B柱加强板来说,使用22Mn B5合金碰撞变形过程中5个不同位置的侵入量均小于B340/590DP合金,车体加速度变化不大,但侵入速度略高于B340/590DP合金。因此,合理控制安全框架的变形量、侵入速度,合理控制吸能部件的变形模式,能够有效地降低碰撞中假人的损伤风险。     

电动车仿生铝防撞梁耐撞性设计

利用仿生结构改变两座电动汽车铝合金前防撞横梁的截面形状,以提升电动汽车正面碰撞下的耐撞性。在Hypermesh平台上建立了前防撞梁全宽正面碰撞力学模型和防撞横梁的三点弯曲模型,对比了口字形、梯度形、蜗牛壳形、蜘蛛网形和胚胎球形5种截形防撞横梁的正面碰撞仿真结果及静态弯曲刚度。轻量化、吸能量、B柱加速度、弯曲刚度是衡量仿生防撞梁耐撞性能的4个关键指标。结果表明,具有胚胎球形截面的防撞横梁耐撞性更好。在胚胎球形截面对照方面,研究了不同胚胎球形数量和布置对碰撞仿真结果的影响,得出具有两个胚胎球形截面的防撞横梁耐撞性最优。通过采用两个球形防撞横梁的不同料厚组合,分析了料厚对碰撞结果的影响。     

基于承载式客车的正面碰撞性能仿真研究

以某型承载式大客车为研究对象,利用有限元法和非线性理论建立整车有限元模型,通过通用显式动力分析软件对其100％正面碰撞进行仿真计算,研究该承载式车身骨架结构的变形大小以及变形特点,并对乘员的生存空间进行分析比较,评价该客车耐撞性与安全性能,并为进一步研究改进客车耐撞性能提供相关参考。     

改进响应面法在汽车正面碰撞被动安全性优化中的应用

通过对汽车正面碰撞有限元分析,显示存在加速度过大,前门框及前围板变形量过大等缺陷,需要进一步优化。为了提高整车碰撞性能,选取了对碰撞结果影响较大的8个零部件,分别以其厚度为设计变量,以右侧B柱加速度峰值为优化目标,应用拉丁超立方试验方法,选取17个样本点,应用改进相应面方法求出精度较好的二次代理模型,从而求出各部件的最佳厚度值。优化前后结果对比显示,右侧B柱加速度降低了约22.8%,前门框变形减小了约33.7%,前围板入侵量约降低了28.2%,均达到了预期目的,优化后更利于乘员安全。     

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。     

基于大壁障侧碰和75°侧柱碰的车身耐撞性和乘员损伤研究

基于侧面碰撞对乘员损伤的严重性,运用试验法和仿真法对某车型的侧面碰撞性能和乘员损伤进行研究。通过对车身侧面结构变形、速度响应、乘员损伤情况进行分析,得出了大壁障侧碰和75°侧柱碰的碰撞特性,并提出了B柱、前后门、门槛梁的优化方案。结果表明:相较于MDB壁障侧碰和90°侧柱碰,大壁障侧碰和75°侧柱碰对车身耐撞性提出了更高的要求,对前后排乘员造成了更严重的损伤。通过对侧面车身结构的优化,有效地降低了车身各部位的侵入量和侵入速度,增大了乘员的生存空间,提升了车身安全性。     

勇攀高峰Volvo V40获Euro NCAP历史最好成绩

成人乘员保护 Volvo V40的64km/h的40％偏置碰撞成绩为15.7分(满分16分),这项成绩几乎接近了满分,代表着Volvo V40结构耐撞性和乘员约束系统已经达到了很高的水平.图1为64km/h的40％偏置碰撞的照片,A柱仅仅向后位移了1mm,转向盘没有向上和向后的位移,乘员舱结构完好并且前车门可以正常打开,试验证明前部吸能区域设计合理,能够有效吸收碰撞的能量.     

乘用车2种碰撞前排乘员伤害比对

为了适应新版C-NCAP管理规则正面偏置碰撞速度提高到64 km/h的规定,分别对9款乘用车进行了2012版C-NCAP中正面全宽和偏置2种碰撞试验,通过对前排乘员试验结果进行比较分析,指出乘用车2种碰撞形态下的各性能指标值十分相近,头部、颈部及大腿是满分点,胸部压缩变形量和副驾驶侧乘员左侧小腿上部胫骨指数是主要失分点,两侧乘员的内侧大腿压缩力是可能失分点,为前排乘员约束系统的开发提供了指导。     

混合动力客车侧面耐撞性分析

建立东风EQ6110HEV6混合动力客车和某MPV有限元模型,基于美国公共交通协会(APTA)对侧面碰撞要求,联合HyperWorks和LS-DYNA软件建立了混合动力客车与MPV侧面碰撞的有限元模型,仿真计算了MPV以40km/h的速度从侧面90°撞击该混合动力客车。以该混合动力客车结构变形、各测点加速度值、乘员生存空间侵入量为评价指标,分析了该混合动力客车侧面耐撞性能,为客车碰撞安全性的判定提供参考。