玻纤增强塑料断裂失效试验与仿真研究

文章旨在通过研究玻纤增强PP材料的断裂失效特性表征及仿真预测,以期在汽车结构设计早期规避风险点。以PP-GF30为研究对象,首先通过全面的材料力学试验来表征其弹塑性及断裂失效行为,然后采用LS-DYNA MAT_ADD_EROSION模块中的DIEC失效模型对PP-GF30的断裂失效行为进行仿真预测。最后通过设计子系统试验对DIEC失效模型进行验证。结果表明,DIEC失效模型可以准确预测PP-GF30的断裂失效行为。该研究方法可推广到其它塑料材料的断裂失效仿真预测中。     

发动机排气歧管断裂分析及其设计改进

排气歧管是发动机的主要受热件,工作热负荷大,振动强度高,工作环境极其恶劣。某新开发的发动机在进行A lpha样机耐久性试验时发生了排气歧管断裂故障。文章分析了如何借助CAE软件分析该排气歧管发生断裂的根本原因,基于失效原因提出了新的排气歧管设计方案,并使用CAE软件NASTRAN 2005对新旧两种设计方案进行了对比分析,确认了新方案的可行性。     

复杂工况下铆粘复合接头的碰撞仿真研究

以母材为铝板的自冲铆接+粘接复合连接点为研究对象，前期通过设计连接点拉剪、撕裂和正拉3种工况下的动态拉伸试验和CAE仿真建模标定，准确获取了CAE仿真模型本构关系中的各项参数，最后对叠加多种工况的T型部件开展CAE碰撞仿真与高速撞击对比验证试验，CAE仿真准确预测连接点的失效，仿真精度达到了95.9%，精准表征了铆粘复合连接点在混合复杂工况下的变形与失效行为，在整车碰撞CAE仿真中具有较高的实用性。     

塑料CAE技术在汽车塑料产品设计成型中的应用

提出可用Moldflow的塑料CAE软件通过模拟来评估、改进、优化产品设计和制造参数，针对中型栽货车控制箱防尘罩成型工艺和中型载货车发动机气门室罩盖以塑代钢的成型工艺及产品刚性预测应用CAE软件进行了分析，通过塑料CAE模拟计算，可最大限度消除产品设计、模具设计及制品成型过程中可能出现的不足，取代了传统的反复试模、修模等过程，从而降低产品制造成本，缩短产品开发周期。     

整车焊点失效预测的研究及应用

通过在CAE模型中对焊点添加失效判据,解决了汽车碰撞有限元模拟中难以准确预测焊点失效的问题。基于焊点力学性能试验获取的焊点失效参数建立焊点失效判据;通过多焊点部件的仿真与试验对比,验证了焊点失效判据的有效性。结果表明,添加焊点失效判据能反映真实的焊点受力和失效情况。在整车碰撞模型中进行焊点失效预测,并通过与实车碰撞结果的对比,表明该方法能准确预测出实车碰撞中的焊点失效情况,对整车碰撞安全设计具有指导意义。     

超高强钢材料碰撞失效行为仿真预测技术研究

为了提高超高强钢材料在整车碰撞过程中的失效行为仿真预测精度，对比分析了主流求解器LS＿DYNA中GISSMO等6种典型失效模型的原理，并针对GISSMO失效模型中影响整车碰撞失效仿真精度最为关键的参数材料断裂极限应变及网格尺寸修正特性设置方法进行了研究。断裂极限应变标定过程中应变路径存在非线性，需要采用加载历程平均应力三轴度来进行描述；默认的网格修正设置方法难以兼顾不同应力状态，采用自定义的网格尺寸修正设置方法可以有效提高典型应力状态下不同网格尺寸模型仿真预测结果的一致性。     

基于CAE的后纵梁加强板轻量化研究

利用DYNAFORM软件,对采用材料B250P1(厚2 mm)和新材料DP780(厚1.4 mm)的某汽车后纵梁加强板弯曲成型工艺进行了CAE分析,对比了凸凹模间隙、压边力和凹模圆角半径等因素对2种材料回弹性能的影响.基于CAE技术并结合工艺及模具参数优化结果,通过修改产品结构即增加台阶面控制了DP780钢后纵梁加强板的回弹,实现了将材料厚度减小0.6 mm、质量减轻30％的轻量化目标.     

金属板材高精度断裂卡片研发及应用

开发高精度的断裂卡片,仿真预测汽车零部件在使用过程中的变形及断裂行为是目前汽车行业的迫切需求和技术难点。以金属板材为使用对象,介绍了LS＿DYNA软件中常用的各向同性、各向异性本构模型,即常应变、Johnson-Cook、GISSMO、MMC、DIEM、DF2012/2014/2016、PDrucker七种断裂失效模型的发展、开发方法及应用情况。应用结果表明,考虑应力状态影响的高精度断裂卡片能用于评估同级别材料的断裂性能差异,能较好地预测6016铝合金发动机罩内板冲压、热成形B柱准静态三点静压、防撞梁动态落锤冲击中的变形及断裂行为,表明开发高精度断裂卡片具有较高的准确性和适用性。     

热成型件在铝车身B柱总成的应用

一款新能源铝车身开发过程中,热成型B柱总成结构应用替代铝材B柱结构,通过对整车侧碰CAE过程分析,通过对逐步满足侧碰分析目标。热成型材料因其可以利用单件热成形零件取代多层焊接结构,在汽车车身制造中应用越来越广泛。热成型零件的断面结构,是其能否达到高强度与轻量化两方面要求的关键。采用热冲压成型技术制得的冲压件屈服强度可高达1200MPa,且高温成型几乎没有回弹,具有成型精度高、成型性好等突出优点,因此引起业界的普遍关注并迅速成为汽车制造领域内的热门技术,广泛用于车门防撞梁、前后保险杠等安全件以及A柱、B柱、C柱、中通道等车体结构件的生产。     

钢铝FDS连接的动态力学性能研究

正应用铝合金等轻质金属材料是实现车身轻量化、降低整车油耗及排放的有效方式,但由于与钢的熔点和热膨胀系数的不同,导致其与钢板无法通过点焊连接。自攻螺纹连接(FDS-Flow Drill Screw,FDS)作为一种通过紧固件高速旋转使板料热变形后攻丝铆接的冷成型工艺,目前在钢铝混合车身的结构件的连接中广泛应用。为了完善基于被动安全性的钢铝FDS连接动态性能数据,有必要通过试验的方式研究获取FDS连接的动态力学性能,以支持基于被动安全性的钢铝混合车身正向开发和虚拟分析验证。     

基于进气管路振动研究的发动机线束失效分析与解决

针对某车型出现的增压发动机传感器接插件线束断裂失效的问题,利用CAE模态分析、振动测试及整车路试验证相结合的方法,对线束失效的影响因素进行综合对比分析,得出传感器振动过大导致线束疲劳断裂失效的结论。     

汽车用金属材料数据库的开发及应用

随着汽车工业的发展及轿车国产化程度的提高,车企在开发中会遇到各种汽车用金属材料的选材及失效问题。金属材料种类繁多,在使用数据时主要可以分为两大类:一方面为车辆前期开发过程中的分析用材料基础数据,例如材料的基本力学曲线及性能参数,硬度、屈服强度、抗拉强度、延伸率等;另一方面为车辆开发和后期质量控制过程中的零件失效的实际测试数据。针对这两大需求,开发了《材料测试及失效分析数据库》,满足了CAE分析及材料类失效分析的要求。文章主要介绍了数据库的开发思路及应用,该数据库为公司各部门提供了一个有效,快捷的平台。     

汽车用高强度钢热成型技术

高强度钢的热成型技术可解决传统成型高强度钢板在汽车车身制造中遇到的各种问题.介绍了汽车用高强度钢热成型的加工工艺、加工关键技术、热成型零件的检测方法以及国内外的研究现状.以用于热冲压成型的高强度钢--硼钢为例,对我国热成型技术的应用情况及未来热成型技术需要解决的问题进行了阐述.     

汽车复合材料板弹簧模压工艺热学分析

基于商用软件平台,利用共轭传热分析方法,针对汽车用复合材料板弹簧的模压热成型工艺进行了研究。建立了复合材料板弹簧模压热成型共轭传热分析模型,利用该模型以整体加热效率和受热均匀性为评价指标比较分析了加热系统不同进出油口组合方案的优劣,并就串联和并联两种导热油路设计的差异进行了对比。最后,通过在模具内部布置热电偶和在分析模型中设置温度监测点,对采用该分析方法模拟复合材料板弹簧模压热成型工艺的可行性进行了验证。所述计算模型和结果为复合材料板弹簧模压热成型工艺设计提供了数据参考。     

双相钢DP780在高应变速率下的力学本构表征研究

CAE技术已成为整车开发过程中的一种重要手段，准确的CAE 分析需要精确的材料性能数据和本构表征。传 统的金属材料本构模型在表征材料不同应变速率下的力学行为时，仅采用平行或发散的应力- 应变关系。如何通过材料 的本构模型更加准确地表征不同应变速率下的应力- 应变关系，是一个关键问题。对一种新的且能够表征材料的收敛、 发散或平行应力-应变模式的本构模型进行研究，结果表明，新模型能准确地描述双相钢DP780 在高应变速率下的应力- 应变关系，且由新模型得到的双相钢DP780 在高应变速率下的应力- 应变数据精度更高。     

汽车安全碰撞仿真的材料断裂卡片对比研究

为研究不同硬化和断裂模型对汽车材料仿真精度的影响，设计并进行了DP590板材在多种应力状态下的材料级别力学试验。根据试验结果标定了路德维克（Ludwik）、斯威夫特（Swift）、沃斯（Voce）、霍克特-谢尔比（H-S）、斯威夫特-霍克特谢尔比（S-HS）5种硬化模型和修正摩尔库仑（MMC）、损伤起始和演化模型（DIEM）、约翰逊-库克（J-C）3种断裂模型。使用上述模型进行了试样级仿真和防撞梁落锤试验及仿真。对比结果表明，S-HS硬化模型和MMC断裂模型对于材料的变形行为和断裂行为的预测结果最精确。结合其他研究成果，推荐使用S-HS硬化模型结合MMC断裂模型预测高强钢板材塑性变形和断裂行为。     

汽车用先进高强钢板材断裂性能研究进展

根据汽车碰撞过程的动态应变响应和大变形特点,针对汽车用先进高强钢板材,从断裂失效机理、影响材料断裂行为的关键因素、断裂预测模型、基于复杂承载工况下材料的断裂预测模型建立方法等多方面进行论述。基于应力三轴度、洛德角、应变速率及极限断裂应变于一体的断裂准则模型,相比于传统方法可实现对汽车安全件碰撞性能的高精度预测,具有行业推广应用价值。     

CAE在重卡变速箱悬置横梁失效分析上的应用

变速箱悬置横梁是动力总成悬置系统中重要部件,作为动力总成悬置系统中的辅助支撑,其主要的失效形式是在路面冲击载荷作用下发生的疲劳断裂。针对发生在某重型卡车上变速箱悬置横梁断裂失效的问题,本文通过使用CAE分析工具,找到变速箱悬置横梁断裂的原因,并根据实际情况对变速箱悬置横梁进行结构优化,同时采用对比分析的方法,对优化后结构进行了静强度分析,使其满足使用要求,最终解决变速箱悬置横梁断裂的故障。     

交替荷载作用下钢材本构模型的适用范围

以箱形截面钢桥墩作为数值分析对象,分别使用修正双曲面模型、等向强化模型和随动强化模型预测钢桥墩在正负交替荷载作用下的滞回性能;并通过计算与试验结果的对比,探讨了这3种钢材本构模型的各自预测精度和适用范围。结果表明:修正双曲面模型能预测箱形薄壁截面和箱形厚壁截面钢桥墩的滞回性能;等向强化模型和随动强化模型仅适用于预测箱形稍薄截面钢桥墩的滞回性能,对于箱形厚壁截面钢桥墩,其预测结果则不够理想。     

车身B柱性能提升及其轻量化设计

车身B柱耐撞性决定整车的侧碰安全性,同时也要满足轻量化。基于现有架构平台,采用热成型结合TRB技术,应用2k因子实验设计结合CAE分析,对车身B柱进行优化设计,研究B柱在满足侧碰安全目标下如何实现轻量化设计。