生产装备

介绍了GMT材料的特性及其在国内外汽车上的应用情况。以某车型为例,对GMT材料应用于后防撞梁过程中的结构设计、模具开发和生产制造技术进行了研究,通过有限元分析方法分析了GMT后防撞梁在不同工况条件下的使用性能;并与860 MPa金属材料后防撞梁进行对比,从成本控制和轻量化等方面阐述了GMT材料的优势。     

汽车铝质防撞梁的轻量化设计及分析

运用结构优化的方法,对防撞梁进行轻量化设计并分析防撞梁的刚度、模态、托钩强度及高速刚性墙碰撞等工况性能。结果表明:铝合金防撞梁的轻量化及安全性能较高强度钢均有明显改善,且铝合金防撞梁吸能量大,加速度峰值小,在满足被动安全性与行人保护安全性要求的同时,可实现轻量化。     

基于CAE技术的轿车拖钩分析与结构改进

为提高汽车拖钩的开发质量,以某轿车前拖钩设计开发为例,应用CAE技术进行拖钩及局部件的强度分析,通过分析结果与目标值对比,对其结构强度进行评价;并根据分析结果确定改进方案;通过对改进方案的校核验证,结果表明改进方案满足设计要求。     

基于熵权TOPSIS法的CFRP防撞梁轻量化研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,本文中基于抗撞性要求将某乘用车保险杠原钢制防撞梁替换为CFRP,并进行铺层优化设计。首先对CFRP层合板进行力学性能试验以获得材料参数,并通过三点弯曲仿真试验验证其准确性,然后根据等刚度设计原理,确定CFRP防撞梁的厚度,并通过保险杠低速碰撞有限元仿真对比分析两种材料防撞梁的抗撞性能。在此基础上,以质量、比吸能、最大侵入量和碰撞力峰值为目标,采用熵权TOPSIS方法对CFRP防撞梁进行铺层优化,确定出最优铺层方案。结果表明,在保证抗撞性能要求的条件下,优化后的CFRP防撞梁比原钢制防撞梁减轻了76.82%。     

基于拓扑优化技术的某轿车拖钩强度分析设计

为了提升汽车拖钩结构强度,根据国标GB32087-2015《轻型汽车牵引装置》的要求,在HyperMesh软件中建立某车型后拖钩强度的有限元模型。首先,利用ABAQUS/Standard求解器进行拖钩强度分析,预测结构的风险区域,同时,应用CAE拓扑优化技术对其进行优化分析和改进设计,改进后的结构满足强度分析要求。最后,对改进方案的结构进行拖钩强度试验验证,结果表明改进方案满足设计要求,从而验证了拖钩强度有限元模型的准确性,为拖钩强度分析和优化设计提供依据。     

基于轻量化的超高强钢辊压前防撞梁碰撞性能实验研究

参考C-NCAP2012版管理规则,建立了前防撞梁正碰性能评价实验模型。对采用不同强度、不同厚度规格的辊压超高强钢前防撞梁,完成了正碰对比实验,研究了材料强度、厚度对前防撞梁零件碰撞性能的影响。实验结果表明,对同一强度材料,随着厚度的增加,加速度峰值及变形量减小;对于同一厚度,随着强度的增大,加速度峰值及变形量也减小。同时,实验证明对于同一截面的前防撞梁零件,通过采用强度更高的材料,可以在实现轻量化的效果下,获得接近或者相当的碰撞性能,为前防撞梁零件设计与新车型零件选材提供了参考。     

基于SolidWorks Simulation的轿车后防撞梁强度非线性分析

汽车的后防撞梁作为汽车后部的支撑保护装置,对汽车后部的保护及汽车的安全性起着至关重要的作用。后防撞梁通过吸能盒连接到车身左右纵梁,当车辆遭遇到追尾事故时,后防撞梁及吸能盒可以很大程度上缓冲追尾碰撞的冲击力,并把部分能量传递到车身的左右纵梁,以减少车身损坏程度,保护油箱及保护乘员安全。文章利用SolidWorksSimulation有限元分析软件,在小轿车以60km/h的速度行驶时,对C型后防撞梁发生正面追尾碰撞,进行强度非线性分析,研究C型防撞梁在碰撞过程中的应力及变形情况。     

碳纤维复合材料保险杠防撞梁强度分析

以碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)为研究对象,提出了基于Digimat和Abaqus联合仿真的CFRP保险杠防撞梁结构强度分析方法。开展了不同载荷方向的拉伸和压缩力学性能试验,建立考虑拉压不对称的多尺度材料本构模型,对CFRP防撞梁的拖钩强度工况进行渐进失效分析,并通过部件级试验进行了验证。     

轿车改型开发中耐撞性及轻量化的研究

以速达公司某款车型为基础,进行车型改型开发。优化前防撞梁、前纵梁和防火墙的结构和材料,开发了一款质量轻、安全性高的紧凑型A级轿车。通过试验和有限元法对改型开发前后车型耐撞性进行分析,以防火墙侵入量、整车加速度波形、吸能盒和前纵梁的变形模式及吸能效果为改型开发目标,进行车身优化设计。结果表明,实现车身轻量化的同时,改善了整车安全性能和NVH性能。通过实车正面碰撞试验验证了结构和材料优化方案是可行的。     

新型复合材料在保险杠缓冲梁中的应用

介绍了汽车轻量化和新材料在汽车中应用的最新进展，介绍了GMT和LFT—D新材料的材料性能和成型工艺。研究了保险杠缓冲梁采用GMT新材料代替传统金属材料的可行性，并利用有限元分析方法分析材料替换前后的碰撞安全性能变化，最终验证了GMT新材料应用到缓冲梁设计中能够满足碰撞安全法规的要求。     

新型点阵夹层防撞梁与负泊松比吸能盒复合总成开发与吸能性能

为高效解决车身结构抗撞性和轻量化同步实现的难题，以乘用车前防撞梁与吸能盒为例，将点阵夹层结构与负泊松比结构用于其设计，并考察新型复合总成的吸能性能。以传统高强钢方案作为对标基准，获取待开发总成的性能设计依据。基于高强钢总成40%重合率碰撞试验，完成有限元模型的精度验证，进而获得全宽碰撞的结构响应特征及吸能参考数值，用于指导新型总成的开发。通过数值模拟算例，分析新型复合总成对冲击输入能量的适应性及吸能量对负泊松比吸能盒壁厚的敏感性，从而提出增加吸能盒封板与防撞梁支撑的改进方案。改进后的点阵夹层防撞梁具有更佳的承载刚度与载荷传递能力，总成变形模式愈加合理；改进前、改进方案1与改进方案2的总成吸能量分别占输入总能量的11.5%、68.2%与92.76%，高于高强钢方案的64.09%；改进方案2较高强钢方案减重32.9%。复合前防撞总成的台车试验与仿真结果对比显示：输入能量、碰撞初速度、总成吸能量、平均压溃量、平均碰撞力与回弹速度等指标的偏差绝对值均小于5%。结果表明：采用点阵夹层结构与负泊松比结构后，新型复合总成的吸能性能与轻量化水平均优于高强钢方案，2类结构适合于车辆承载与吸能结构，复合总成的设计方法与开发流程适用于相关新型结构的开发。     

一种汽车防撞梁轻量化结构的仿真分析与试验研究

为兼顾汽车结构轻量化和碰撞安全性的要求,本文中提出了一种铝合金波纹板加强结构设计方案用来加强盒形汽车防撞梁。通过建模与仿真研究了波纹板的不同结构特征和参数对防撞梁加强作用的影响,并进行了集中载荷和均布载荷条件下的试验验证。仿真和试验的结果均表明,铝合金波纹板加强结构是汽车防撞梁轻量化设计的有效方法,具有重大的工程应用价值。     

基于热冲压成型技术的汽车前防撞梁设计

为了达到车身轻量化的目的,文章以某款轿车基于热冲压成型技术的前防撞梁为例,模拟分析了该车型的前防撞梁在低速碰撞时的工况,通过计算和对比不同料厚下,前防撞梁对碰撞时所产生能量的吸收,为汽车的前防撞梁的设计提供依据.通过分析表明,在汽车设计时使用料厚为2.0 mm的热冲压防撞梁,不仅碰撞时所产生的能量吸收最大,而且是实现汽车轻量化的有效途径.该研究为前防撞设计开发提供了一定的理论依据,其研究结果对前防撞梁设计及结构优化均具有重要的实际意义.     

基于机器学习的防撞梁低速碰撞性能预测研究

文章根据GB 17354-1998法规的试验工况,提出了一种基于机器学习的汽车防撞梁低速碰撞性能预测方法。通过将防撞梁的几何结构进行参数化表征,构建防撞梁几何结构数据集;结合几何参数和布置参数,构建简化的摆锤冲击工况,进而形成机器学习训练数据集。以摆锤对防撞梁的侵入量作为性能指标,采用三种预测模型进行侵入量的预测效果验证。结果表明,支持向量机模型和多层感知器模型表现出较高的预测精度,并在实际工况预测中取得了较好的结果。该方法可在整车开发中实施应用,能够大幅缩短防撞梁摆锤冲击性能的评估周期,同时可为几何结构的寻优提供帮助指导。     

车门防撞梁选型策略研究

为提高汽车侧面碰撞的耐撞性,以车门防撞梁为研究对象,基于三点弯曲试验搭建有限元模型,对比4种防撞梁的仿真结果。综合考虑质量、材料、结构以及成本因素,分析各防撞梁的吸能特性和抗弯能力,为今后车门防撞梁的选型提供可借鉴的方法。研究结果表明:同种材料的防撞梁,随着厚度的增加,性能越好;热成型钢与冷成型超高强钢性能差距不大,但成本相对较高; W型防撞梁的抗弯性能优于管状防撞梁。     

GMT复合材料保险杠缓冲梁的轻量化设计

介绍了汽车轻量化与复合材料在保险杠缓冲梁上的最新进展。针对保险杠缓冲梁,从流程、设计、材料、分析、制造和试验等展开论述,通过模拟仿真分析及实验,验证了将玻璃纤维增强型热塑性塑料(GMT)材料应用于前端模块上能够满足安全法规的要求。     

基于1800MPa级热成形钢的车门防撞梁轻量化设计分析

使用1800 MPa级热成形钢代替1500 MPa级热成形钢,通过减薄料厚对车门防撞梁进行轻量化设计.在1500 MPa级车门防撞梁的生产模具上进行相同厚度的1800 MPa级车门防撞梁的试制,通过三点弯曲试验进行零件抗弯曲性能评价.根据试验条件及试验数据建立仿真分析模型并进行材料卡标定.根据公式对车门防撞梁进行减薄设...     

保险杠安全性能仿真分析与试验研究

针对某乘用车原钢制保险杠低速碰撞变形大的问题和汽车轻量化设计的需求,新开发了铝合金保险杠。分别建立了原钢制保险杠和新开发的铝合金保险杠的有限元模型,对其进行了三点静压仿真,并进行了试验验证。结果表明,铝合金保险杠强度性能优于原钢制保险杠。通过台车碰撞仿真和试验,分析了两款保险杠的耐撞性,相同工况下铝合金保险杠防撞梁的变形量和台车减速度值均小于钢制保险杠,其耐撞性优于原钢制保险杠。     

某款轿车变型开发中车身结构轻量化的研究

本文中针对现有平台车型C-NCAP五星级碰撞安全车身,基于车身结构轻量化要求,通过CAE仿真改进车身结构,开发了一款满足C-NCAP五星级碰撞标准的全新紧凑型A级轿车。在现有平台车型基础上,构建高精度整车碰撞有限元模型,通过前纵梁、副车架和前防撞梁结构的改进设计,以整车加速度波形、前围侵入量和前纵梁变形模式等为结构开发目标,进行车身轻量化设计。结果表明,在达到车身结构轻量化要求的同时,改善了车辆的安全性能。     

低成本后保险杠缓冲梁轻量化研究

为了减轻保险杠缓冲梁质量及生产成本,开发满足GB17354和RCAR法规的低成本GMT保险杠缓冲梁轻量化方案,并通过对轻量化工艺技术可行性进行讨论,提出了低成本保险杠缓冲梁轻量化发展方向。