钢管压扁吸能式减速护栏方案可行性研究

基于钢管压扁吸能机理,通过在组合式护栏的横梁上设置钢管吸能构件,设计出一种适用于雅泸高速公路连续长大下坡路段的减速护栏。根据计算机仿真分析结果可知,车辆贴靠碰撞减速护栏时钢管压扁变形,使车辆的动能转化为吸能钢管的内能,可有效降低车速。设置吸能钢管可减小组合式护栏的最大动态变形量和横梁变形范围,对组合式护栏的碰撞后维护是有利的,吸能钢管在车辆碰撞护栏过程中的性能表现可满足设计要求。     

一种新型载货汽车后部防护装置的设计

根据某载货汽车后部防护装置不具有阻挡及缓冲吸能功能的缺点,设计了新型扩胀管式后防护装置,并根据GB11567.2-2001标准中关于汽车后下部防护装置的相关规定,利用LS-DYNA软件对新设计的防护装置进行了仿真分析及法规验证.结果表明,扩胀管在扩胀变形阶段状态稳定,吸能具有线性叠加特性,易于控制;改进后的后防护装置满足相关法规要求,其阻挡及吸能功能也有明显提高.     

全承载客车正面碰撞吸能器设计与验证

为开发大型全承载客车碰撞吸能器,通过整车正面碰撞有限元仿真分析,确定了吸能器合理的吸能量和压溃力,以压溃力为目标进行吸能器结构参数设计。采用铝合金和DP600钢试制了吸能器样件,通过静态压溃试验对比不同吸能器的压溃力和变形模式,并通过台车碰撞和整车碰撞试验验证吸能器性能。结果表明,铝合金吸能器的压溃变形模式稳定,材料没有撕裂现象,在正面碰撞、偏置碰撞、斜角碰撞等多种碰撞工况下都能产生良好变形,满足整车碰撞安全性的要求。     

管梁元件冲击吸能特性实验研究

阐述了管梁元件用作汽车碰撞变形吸能元件的优点,并对管梁元件冲击吸能特性进行了比较详细的实验研究。试验结果表明:复合结构管的吸能效果最优,曲线比较平稳,可以作为汽车碰撞吸能部件的一种选择;通过改善结构和材料特性可提高管梁元件的吸能效果;通过"比吸能"概念提出了结构的吸能能力与重量之间的比例关系,为汽车轻量化设计提供了思路。     

管梁缓冲吸能元件特性试验研究

阐述了管梁缓冲吸能元件用作汽车变形吸能元件的优点,并对管梁缓冲吸能元件碰撞吸能特性进行了比较详细的试验研究。试验结果表明:管梁缓冲吸能元件的吸能曲线比较平稳,可以作为汽车碰撞吸能部件的一种选择;通过改善结构和材料特性可提高管梁缓冲吸能元件的吸能效果;通过"比吸能"概念提出了结构的吸能能力与重量之间的比例关系,为汽车轻量化设计提供了思路。     

客车碰撞缓冲吸能装置研究

文章基于客车前部耐撞性结构特点,提出客车用碰撞缓冲吸能装置的设计要求。通过仿真和试验的方法,对不同截面形状、材料、加工工艺的碰撞缓冲吸能装置的吸能能力、变形模式和平均碰撞力进行详细分析。结果显示采用6063P铝合金制作的吸能装置变形模式稳定,压溃力曲线平稳,满足设计要求。     

考虑损伤下的汽车吸能盒轴向压缩特性研究

用有限元软件ABAQUS对钢质、铝合金质吸能盒的吸能特性进行对比研究，采用不同的损伤模型模拟材料的变形行为，比较了两种吸能盒轴向压缩距离、变形模式、评价指标的变化特性。结果表明，数值模拟下吸能盒的轴向压缩距离和变形模式与试验结果吻合。在冲击速度为10 m/s的低速碰撞下，铝合金质吸能盒吸收的能量与钢质吸能盒相比减少了6%；钢质吸能盒的吸能效率为35.5 kJ/mm，比铝合金质吸能盒高。铝合金质吸能盒相较于钢质吸能盒在压缩过程中形成了明显的折叠褶皱，边缘处材料失效，单元被移除。吸能盒的评价指标中铝合金质吸能盒的比吸能 （SEA）、峰值碰撞力 （PCF） 均比钢质吸能盒更优，钢质吸能盒的吸能量 （EA）、平均碰撞力 （MCF） 比铝合金质吸能盒更优。铝合金相比钢更适合作为中低速碰撞时车用吸能盒的材料。     

基于GB20071-2006的侧面碰撞MDB数值模型设计开发

基于GB 20071-2006法规对移动变形壁障(MDB)的性能要求,建立了MDB数字化模型.基于渐进式吸能块结构,采用弹塑性与可压溃泡沫材料组合模型模拟吸能块的变形行为,根据法规规定的碰撞块力一变形曲线.进行吸能块各层材料刚度特性分配并构造了满足法规要求的碰撞块材料参数.进行了碰撞性能校核,在保证计算结果符合法规要求的同时获得了很高的计算效率.     

某微型乘用车后面碰撞结构安全优化设计

为提高某微型车后面碰撞安全性能,结合该车型ECER32法规达标性能开发,利用有限元分析方法,分析了车身结构改进设计方案对碰撞过程中侵入量的改善效果,并结合实车碰撞试验进行验证,结果表明改进方案对后面碰撞侵入量的改善效果明显,优化方案可行;参照该车型后面碰撞安全性能开发,认为乘用车后部车身结构安全性能开发设计也应遵循逐级变形压溃的原理,提高后纵梁尾部变形区域的变形吸能水平,从而降低后排乘客地板区域的侵入量。     

基于零部件试验的保险杠系统轻量化研究

从变形模式、能量吸收和截面力传递等方面将零部件碰撞结果同整车碰撞结果建立关联,从而建立了保险杠-吸能盒零部件碰撞仿真模型并进行了试验,由此提出了一种通过零部件试验评价保险杠-吸能盒在整车碰撞中的性能特性的方法。运用该零部件碰撞模型进行了保险杠-吸能盒轻量化设计。优化结果表明,在减轻质量的同时保证了优化前、后整车碰撞特性基本一致,节省了大量计算时间。     

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。     

车身用钢板的抗碰撞性能

汽车碰撞时其车身能吸收较多的碰撞能量可提高汽车的安全性,这就要求车身钢板在具有优良成形性能的同时,还要有高的强度和碰撞时吸收能量的性能,这种性能与高应变速度下钢材的性能有关。介绍了不同钢板在高速应变条件下性能的比较,同时用模拟的方法检验了各种钢板的抗碰撞性能,比较它们碰撞时吸收能量的情况。     

基于宏观断裂力学的CFRP薄壁结构耐撞性能研究及应用

为了研究碳纤维增强复合材料（Carbon Fibre Reinforced Plastics,CFRP）薄壁圆管在准静态轴向压溃过程的压溃失效形式和吸能特性,提出一种基于宏观断裂力学理论基础的本构模型。通过对比试验和仿真结果,发现比吸能和平均力误差均小于1%,这验证了宏观断裂力学分析方法的合理性。为了进一步研究复合材料在汽车前纵梁吸能部件中的应用,从耐撞性能和轻量化角度出发,对比了CFRP前纵梁和钢质前纵梁的仿真结果。结果表明,在相同前纵梁结构件中,CFRP前纵梁的能量吸收能力要大于钢质前纵梁的能量吸收能力。     

动态台车吸能装置的试验调试与研究

汽车的被动安全越来越受到人们的关注。安全带动态试验中,机械缓冲吸能装置的钢条排布方式决定了减速度曲线的最终波形,直接关系到试验结果是否满足标准要求。本文针对机械式缓冲吸能装置,采用试验验证的方法,研究钢条的排布方式,并对台车的减速度曲线进行调试与修正,获得了满足法规要求的曲线。大量实际试验表明:通过试验方法获取钢条的排布方式,吸能装置的减速度曲线稳定,可以满足检测和试验需求。     

高强度保险杠横梁结构形式对轿车耐撞性的影响

介绍了一款新型口断面结构的轿车保险杠横梁,并利用LS-DYNA软件针对不同强度、厚度及断面结构的保险杠横梁进行低速碰撞(RCAR)仿真分析。结果表明在应用超高强度钢时,新型口断面结构横梁具有更好的耐撞性能,同时具有轻量化效果。     

预溃拉伸吸能结构的构建、分析与优化

本文中基于对拉伸吸能方案优越性的分析,创新性地提出了一种能有效提升碰撞吸能性能的预溃拉伸吸能结构。首先通过吸能盒的压缩试验和标准拉伸样件的拉伸试验,表明了拉伸吸能具有更高比吸能的优点。随后构建了一种利用吸能杆拉伸吸能的预溃拉伸结构,通过有限元碰撞仿真分析其碰撞形变和吸能特性,并对其板厚参数进行优化。结果表明:新型结构充分发挥了材料拉伸吸能原理的优势,其比吸能比传统结构高40%,碰撞安全性能明显提升。     

Automotive windshield — pedestrian head impact: Energy absorption capability of interlayer material

During accident, the interlayer of windshield plays an important role in the crash safety of automotive and protection of pedestrian or passenger. The understanding of its energy absorption capability is of fundamental importance. Conventional interlayer material of automotive windshield is made by Polyvinyl butyral (PVB). Recently, a new candidate of high-performance nanoporous energy absorption system (NEAS) has been suggested as a candidate for crashworthiness. For the model problem of pedestrian head impact with windshield, we compare the energy absorption capabilities of PVB and NEAS interlayers, in terms of the contact force, acceleration, velocity, head injury criteria, and energy absorption ratio, among which results obtained from PVB interlayers are validated by literature references. The impact speed is obtained from virtual test field in PC-CRASH, and the impact simulations are carried out using explicit finite element simulations. Both the accident speed and interlayer thickness are varied to explore their effects. The explicit relationships established among the energy absorption capabilities, impact speed, and interlayer material/thickness, are useful for safety evaluation as well as automotive design. It is shown that the NEAS interlayer may absorb more energy than PVB interlayer and it may be a competitive candidate for windshield interlayer.