某款SUV小重叠偏置碰撞结构耐撞性研究

某款SUV车型进行IIHS规程25%重叠偏置碰撞试验评价等级为"较差",采用理论、计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)和试验相结合的方式对其结构耐撞性进行改进分析研究。分析探讨了小重叠偏置碰撞中载荷传递路径和能量传递情况,通过建立有限元模型模拟碰撞过程,CAE仿真和试验结果吻合较好。结合理论分析确定改进策略和方案,对改进方案进行仿真分析,仿真结果显示车辆的车体变形程度和乘员舱侵入量明显减小,改进方案的评价等级提升至"良好"。根据实车情况采用最优方案进行试验验证,最终获得"良好"评级,对于小重叠偏置碰撞结构耐撞性能开发具有较好的指导作用。     

小偏置碰撞评分原则解析及结构优化策略

中国汽车工程研究院与中国保险行业协会联合发布"中国保险汽车安全指数测评规程",其中小偏置碰撞尤为引人关注,如何提高车辆小偏置碰撞工况的等级评定降低保费是主机厂当前的首要任务。通过对小偏置碰撞工况的评分原则进行详细介绍和解析,并以试验结果为依据,研究得出车体结构对小偏置碰撞整体等级评定起决定作用,驾驶员在此工况下下肢受伤残风险最高。为研究应对小偏置碰撞的车体结构,以某款SUV车型仿真结果为基础,详细介绍小偏置碰撞工况下车体变形特点,同时结合理论分析,提出三类优化方案,并对其进行优缺点说明,这三类优化方案为车身设计提供导向作用。针对该车型选择第二类优化方案,车体结构等级评定由"较差"提升为"优秀"。     

基于25%小偏置碰撞的车身结构研究

通过建立数学模型对车辆在25%小偏置碰撞中的侧滑过程进行分析,并基于有限元仿真、参考车型侧滑结构分析及实车碰撞试验,对车身25%小偏置碰撞过程中的侧滑策略及传力路径进行了总结分析。结果表明:"环状安全车身"与横向引导式边梁是25%小偏置碰撞时提供侧向力的关键结构;基于轻量化设计的车身侧滑策略在保证车辆安全性能的同时可使车身增加的钣金质量减轻。     

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。     

考虑稳健性的汽车结构耐撞性优化设计

本文中基于C-NCAP中40%重叠度的偏置碰撞工况对某轿车进行结构耐撞性优化。为提高输出响应的预测精度,使用基于粒子群算法优化的支持向量回归模型来拟合设计变量与输出响应之间的关系,并利用非支配排序多目标遗传算法Ⅱ获得该优化问题的Pareto前沿。在确定性优化的基础上,并考虑产品性能在不确定因素影响下的波动,对其进行稳健性优化设计。最后,对优化结果进行有限元仿真验证。结果表明:优化后,结构质量减轻,耐撞性能明显提升,同时保障了稳定的产品性能。     

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。     

基于正面25%重叠偏置碰撞测试的轿车改进设计

根据2012年8月美国公路安全保险协会新推出的车辆正面25%重叠碰撞测试规程对某款轿车进行碰撞仿真和试验,结合仿真和实车试验结果分析了车辆正面小重叠碰撞事故的特点,并根据评估规程评估该车的车体结构仅达到及格等级。为提高该车的碰撞安全性能,从车体结构设计和关键部件材料更换这两条途径对该车进行改进,改进后在同一工况下的仿真结果显示车辆的车体变形程度和乘员舱侵入量明显减小,车体结构评估等级提升为良好,说明改进后该车的碰撞安全性能有较大幅度的提高。     

全新宝马5系在IIHS测试中获顶级安全评价

正美国公路安全保险协会(IIHS)于5月12日公布了最新的测试结果,这次参加碰撞测试的是宝马全新5系。经过多种工况的测试,该款车最终获得了"Top Safety Pick+"(顶级安全车+)评价。从碰撞结果来看,宝马全新5系在小区域重叠碰撞测试(即正面25%偏置碰撞)、正面40%偏置碰撞、侧面碰撞、车顶抗压强度及鞭打试验这5项测试中,均获得了"优秀"(Good)的成绩。在正面25%偏置碰撞测试中,乘员舱结构保持得比较完整,最大位移量出现在制动踏板位置(12cm),中控台与前门铰链的位移量为2~3cm。而     

汽车偏置碰撞安全性结构改进

应用Hypermesh和Pam-Crash软件建立整车有限元模型,按照C-NCAP试验要求分别进行整车正面碰撞和40%偏置碰撞仿真。通过仿真结果与试验结果B柱加速度曲线的对比分析,验证整车模型的正确性和可靠性,同时根据仿真结果评估车身结构偏置碰撞安全性能,对结构进行改进。改进后整车偏置碰撞性能得以提升。     

基于E-NCAP的10岁儿童损伤防护研究

最新版欧洲新车评价规程(E-NCAP)使用10岁Q系列儿童假人来评价约束系统对儿童乘员的保护效果。针对某国内量产车型,分别采用MADYMO和Hypermesh软件建立了该车的后排6岁儿童乘员约束系统仿真模型和整车有限元模型,并利用试验数据进行了对比验证。将Q10儿童假人放入已验证的儿童约束系统中,根据E-NCAP规定的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行仿真。在对两种工况下乘员约束系统参数灵敏度分析的基础上,选取对儿童损伤影响显著的参数为优化变量,以综合评价损伤指标WIC最小为优化目标,采用Kriging算法创建响应面模型并结合遗传算法进行参数优化。结果表明:优化后的约束系统参数能有效提高对10岁儿童乘员的保护效果,正面偏置碰撞中得分提高了24.6%,侧面碰撞中得分提高了36.5%。     

正面偏置碰撞中降低假人膝盖滑动位移的结构优化

在某次整车正面偏置碰撞试验中发现,根据中国新车评价规程(C-NCAP)的评分规则,膝盖滑动位移超标,得分较低。为改进相关部件的结构,根据实际的试验状态,建立约束系统模型,用多刚体与有限元分析相结合的方法,仿真分析仪表板造型、结构强度以及约束系统;确定了一种仪表板面板和杂物箱面板的结构优化方案;并进行了试验验证。结果表明:和原方案比较,该方案的膝盖滑动位移由12.7 mm降低到6.5 mm,膝部得分提高2.76分。因此,该研究方法可用于结构优化,缩短产品开发时间。     

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。     

基于正面40%重叠可变形壁障碰撞试验的汽车碰撞性能改进设计研究

介绍了C-NCAP轿车正面40%重叠可变形壁障碰撞试验的试验方法与设计要求。针对某自主品牌车型研发阶段在正面40%重叠可变形壁障碰撞试验中出现的前围板侵入量超标问题,结合结构薄弱区域工艺特点,提出了两种结构优化方案。建立试验对标有限元模型,通过仿真分析验证了这两种结构改进措施的有效性。     

车辆小重叠碰撞探讨

目前小偏置碰撞(25％重叠碰撞)在世界汽车安全领域正受到愈来愈多的关注.分析现有车身结构在碰撞形式、侵入量、加速度以及被动约束系统等方面存在的问题.以沃尔沃S60与奥迪A4在碰撞过程中4个阶段不同的表现为例,得出碰撞第2阶段是影响25％偏置碰撞结果的关键过程,该阶段中车身shotgun封闭环状结构对25％重叠碰撞起到重要作用.指出车身结构、底盘悬挂摆臂结构件在碰撞中的变形趋势以及气囊气帘布置等是未来车辆被动安全提升的方向.     

基于MPDB工况的整车兼容性指标优化

在2021版中国新车评价规程（C-NCAP）中,正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞试验（MPDB）取代了原有的正面40%重叠可变形壁障碰撞试验（ODB）,并首次提出了整车碰撞兼容性指标考核要求。为了确保整车碰撞兼容性指标在详细设计阶段满足要求,需要对整车进行碰撞兼容性优化分析。文章首先对某款中型运动型多用途汽车（SUV）进行有限元碰撞仿真建模与MPDB工况分析,提出碰撞兼容性优化方案,最终进行计算机辅助工程（CAE）对比验证。结果表明,通过增加车辆前端与壁障之间的有效接触面积,并进行车身刚度匹配,可大幅度降低整车兼容性罚分,同时也为后续新车型设计开发提供参考依据。     

基于E-NCAP的6岁儿童乘员损伤防护研究

2016版欧洲新车评价规程(E-NCAP)将后排Q系列6岁儿童假人的损伤值作为儿童保护部分的评分依据,对车辆安全性提出了新的要求。本文中建立了某已开发车型的儿童乘员约束系统仿真模型,并利用C-NCAP试验数据对其有效性进行了验证。根据E-NCAP中的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行了仿真。通过两种碰撞工况下乘员约束系统参数灵敏度分析,选出对儿童乘员损伤影响显著的参数作为优化变量,以儿童损伤综合评价指标WIC最小化为优化目标,采用Kriging算法创建的响应面模型和遗传算法进行参数优化。结果表明,优化后约束系统能有效降低儿童乘员损伤值,正面偏置碰撞得分提高了9.4%,侧面碰撞得分提高了67.9%。     

某车型偏置碰撞车身结构优化

针对某车型在偏置碰撞试验中小腿得分较低的问题,对64 km/h偏置碰撞试验小腿失分过多进行原因分析,制定相应的结构优化方案,在CAE软件中建立有限元模型,通过试验验证了模型的准确性,利用该模型对改进方案和原方案进行分析对比,确定了可行方案,并将改进方案应用于实车试验中,结果表明,改进方案小腿得分大幅提升,所提出的优化方案可行。     

改进后的雷克萨斯IS获美国IIHS顶级安全评价

<正>10月13日,美国公路安全保险协会(IIHS)公布了2017款雷克萨斯IS车型在今年6月份改进后的碰撞成绩。经过多种工况的测试,该款车型最终获得了"Top Safety Pick+"(顶级安全车+)评价。根据IIHS评价规则,要想获得"TOP SAFETY PICK+"顶级安全评价,车辆必须要在所有5项碰撞测试(包括正面25%小区域重叠碰撞、正面40%偏置碰撞、侧面碰撞、车顶抗压强度测试、座椅鞭打试验)中均获得"Good"(优秀)级评价;还要在碰撞预防系统评     

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。     

基于侧翻碰撞分析的铝合金客车车身型材优化设计

建立某客车的侧翻碰撞有限元模型,根据正交设计思想对该客车进行侧翻碰撞仿真分析,得到车身各关键型材对生存空间侵入量和型材质量的影响。对优化方案进行仿真分析,结果表明,优化方案不仅减轻了车体质量,而且提高了侧翻安全性,满足了相关法规要求。