试验与仿真相结合对防撞垫进行评价

首先对一款新设计的TS级可导向防撞垫进行正面碰撞仿真模拟,在仿真结果符合碰撞标准后,进行实车碰撞试验,通过试验数据来修正初始碰撞模型.利用修正后的碰撞模型来模拟防撞垫其他三种碰撞,通过试验与仿真综合评价的结果表明该款防撞垫能满足TS级防撞性能要求.     

复合材料前防撞梁变截面多工况多目标优化设计

本文中综合考虑汽车低速碰撞中的角度和对中两种碰撞工况,结合碳纤维/环氧树脂材料的特点,提出了一种变截面复合材料前防撞梁设计方法。首先,通过低速碰撞两种工况中前防撞梁的仿真计算发现,在等厚度的情况下,为满足侵入量的条件,对中碰撞时所要求的厚度远远大于角度碰撞时的要求,因此,根据对中碰撞时前防撞梁的受力和约束条件,为其提出了中间厚两端薄,即变截面的设计方案。然后,以最小化吸能盒截面力和前防撞梁质量为目标,许用侵入量为约束,两种截面厚度和加厚区域长度为设计变量,基于采集的试验点构建吸能盒截面力和前防撞梁质量的Kriging代理模型,利用NSGA-Ⅱ算法对其进行多目标优化。最终的结果表明,在满足性能要求的基础上变截面设计使复合材料前防撞梁的质量分布更为合理,在不增加质量的条件下,角度和对中两种低速碰撞工况中耐撞性能都得到提高。     

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%。     

新型防撞垫安全性能仿真与试验

为降低公路交通分流处车辆碰撞护栏端部事故的严重性,结合对防撞垫缓冲吸能原理的分析,设计出一种新型防撞垫结构,通过有限元仿真模拟和实车碰撞试验进行防撞垫安全性能分析与评价。结果表明:设计的防撞垫结构能够防护1.5t的小客车以60km/h速度正面碰撞,碰撞后车辆安全停止,停车位置满足导向驶出框要求,防撞垫的变形形态符合设计预想的缓冲吸能机理,乘员碰撞速度、乘员碰撞后加速度以及假人测试结果均满足乘员风险指标要求,试验结果和仿真结果具有较好的一致性,部分量化指标的误差在10%以内。研究结果为设计人员提供了一种可供选择的防撞垫结构,应用后必将提高公路交通分流处的安全防护水平。     

某车型吸能盒碰撞中非常规变形问题研究

以某车型在低速碰撞中吸能盒非正常变形问题解决为例,首先对仿真分析与试验结果进行相关性分析,获得能够真实复现试验中问题的仿真模型,然后在此模型基础上进行试验问题原因分析及吸能盒结构优化,最终制定问题解决方案,并通过理论验证方案有效性。最后通过实车低速碰撞试验验证,确保该车型低速碰撞性能满足公司性能设计目标要求。     

先进高强度钢在汽车防撞系统中的应用

采用有限元方法对某车型前端防撞系统进行低速碰撞仿真,比较防撞梁在不同材料强度和厚度情况下防撞系统总成的质量与防撞性能,并对先进高强度钢（AHSS）的特有加工工艺进行了简要阐述。     

高强度铝合金型材防撞梁碰撞性能研究

铝合金挤压型材已经广泛应用于汽车结构件,同时使用手段也越来越精细化、科学化。以典型的铝合金挤压型材防撞梁总成为研究对象,以仿真模拟优化设计为先导,研究了不同性能的横梁和吸能盒匹配下,各防撞梁总成在汽车修理研究学会（Research Committee of Automobile Repairs, RCAR）低速碰撞和C-NCAP法规高速碰撞条件下的综合性能;并基于新开发的380 MPa级高强度6XXX系铝型材的力学性能优势,所制备的防撞梁总成在台车碰撞试验验证中性能表现更优,即在高速碰撞工况下,采用更高强度铝型材横梁能够降低外界对车身的冲击、减小最大侵入量,有利于车内乘员的安全保护。     

装配式无锚固移动护栏用于施工区域的试验研究

针对高速公路施工区域安全防护装置无法满足工程需要的现状，设计开发一种防撞性能好、安拆便捷、对路面无破坏的装配式无锚固移动护栏。通过LS-DYNA软件进行碰撞仿真试验及实车足尺碰撞试验，验证了该装配式无锚固移动护栏的防护性能满足标准规范要求，具备良好的实用性，可进行推广应用。     

基于RCAR试验的汽车低速碰撞性能设计

介绍了RCAR低速碰撞试验与评价方法,RCAR碰撞结果对车辆保险费用的影响以及车辆低速碰撞性能设计的思路和方法,并以长城某轿车为例,利用仿真方法,从碰撞能量计算、吸能弹簧单元和吸能盒结构设计等方面具体阐述了车辆低速碰撞性能设计过程.     

TS级可导向防撞垫的研究开发

针对我国高速公路三角分流地带存在不合理设计的情况,提出了一种新型可导向防撞垫结构。利用计算机仿真技术及实车碰撞试验对该防撞垫进行了正碰、斜碰、偏碰、正向侧碰、反向侧碰5种不同类型碰撞,依据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)仿真结果及实车碰撞结果进行评价,评价结果均表明该防撞垫防护等级满足TS级标准要求。     

针对欧盟RCAR保险杠测试的关键部件设计原则

为减少汽车低速碰撞中对各种零部件的损伤,降低维修和保险费用,在产品开发阶段应控制汽车前部关键部件设计结构。文章介绍了欧盟RCAR标准中低速保险杠碰撞的测试方法和评估手段,从汽车安全性和可维修性方面对前后保险杠、防撞梁和吸能盒等主要吸能部件的材料和结构设计提出了8点建议。合理的车体前部结构设计有利于各方面安全性能的满足,希望我国相关部门尽快出台低速碰撞法规,用以指导新车型前部结构的设计研发。     

单坡面混凝土桥梁中分带护栏安全性能分析

为将单坡面混凝土路基段中分带护栏应用于桥梁上,给出设计方案,运用计算机仿真和实车碰撞试验相结合的方法对其安全防护性能进行分析。结果表明,桥梁段中分带护栏防撞性能高于经试验验证的路基段护栏,各项指标满足评价标准要求,防撞能力达到SAm级400 kJ以上,同时桥梁段护栏对基础嵌固依赖性小,更加可靠。可见桥梁段单坡面护栏满足安全防护需求,可以在实际工程中应用。     

三横梁组合式桥梁护栏仿真与试验研究

为提高既有桥梁护栏的防护性能,兼顾护栏改造经济性及施工方便性,通过仿真分析与碰撞试验,确定了一种利用原混凝土护栏底座接高三横梁的组合式护栏改造方案。依据相关规范、标准对组合式护栏构种强度、弱翼缘桥面板强度、护栏抗倾覆性能等进行了理论计算;采用计算机仿真分析方法对护栏进行模拟碰撞分析,不断优化护栏部件及参数;并通过实车碰撞试验对护栏安全性能进行了验证。试验结果表明,护栏防撞等级达到SS级;上部钢梁柱及防阻块的变形吸能可有效减小传递至桥面板的碰撞荷载,弱翼缘桥面板满足受力要求。     

2000MPa热成形车门防撞梁开发与性能研究

为了满足纯电动汽车车身的轻量化需求,采用新型2 000 MPa热成形钢替代传统22Mn B5进行车门防撞梁的轻量化设计。为验证2 000 MPa热成形车门防撞梁的应用可行性,采用LS-DYNA软件对整车进行侧面碰撞仿真分析,结果显示碰撞侵入量、侵入速度和关键零部件的塑性应变均符合设计要求。经热冲压仿真分析,2 000 MPa热成形车门防撞梁符合工艺要求,软模和硬模阶段研究了不同的加热设备和工艺参数对2 000 MPa热成形车门防撞梁组织和拉伸力学性能的影响,结果显示加热温度930℃,保温时间300 s和330 s,转移时间约12 s,可实现热成形后的抗拉强度≥2 000 MPa的性能目标。将前后车门防撞梁分别置于万能试验机上进行零件三点弯曲性能检测,结果显示前车门防撞梁三点弯峰值力大于25 k N,后车门防撞梁三点弯峰值力大于29 k N,远高于10.01 k N的设计目标值。经过2 000 MPa热成形车门防撞梁和车门内板的点焊工艺参数优化和连接设计优化,满足了前后车门系统的开闭耐久性能要求。在保证整车侧碰安全性能的情况下,2 000 MPa热成形车门防撞梁比采用传统22Mn B5质量减轻11.7%,实现显著的轻量化效果。     

基于正交试验法的防撞梁耐撞性研究

针对国内某轿车前保险杠的吸能特性,本文采用正交试验法选定横梁外板的材料、厚度、结构为影响因素,利用Hypermesh有限元软件建立该保险杠的正面碰撞有限元模型,并基于Ls-Dyna求解器对保险杠横梁的最大位移及缓冲吸能装置的吸能特性进行了数值仿真。仿真结果表明:采用铝合金材料,厚度为2.5mm的辊压成形结构防撞梁在10km/h的低速正面碰撞工况下,碰撞后的安全距离最大,吸能特性最好。     

基于计算机仿真的双层高架特大桥护栏研发

洛塘河双层高架特大桥为我国首座双层高架特大桥,需要设计一种高防撞等级桥梁护栏以满足其安全防护要求。结合现场交通条件调查和现行标准规范确定出护栏的碰撞条件和安全性能评价标准,综合考虑安全防护、景观以及经济性等因素,提出一种上部采用耐冲击钢材、下部采用钢筋混凝土墙体的组合式桥梁护栏,采用经过实车足尺碰撞试验校核的计算机仿真模型对护栏结构进行安全性能评价,分析结果表明,新型护栏可对碰撞能量520kJ的大客车、碰撞能量650kJ的整体式大货车以及碰撞能量894kJ的拖挂式货车均进行有效防护。护栏各项性能指标均满足评价标准要求,碰撞能量高于现行标准要求。     

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。     

碳纤维复合材料防撞梁轻量化设计

为某车型设计了碳纤维复合材料防撞梁,建立了其有限元分析模型,并用传统钢制防撞梁碰撞试验与仿真结果对比验证了模型准确性。然后采用全因子实验设计确定其横截面形状与铺层顺序的最优组合,最后应用NSGA-Ⅱ遗传算法对防撞梁结构铺层厚度进行了多目标优化。结果表明,在其碰撞性能提高的基础上,轻量效果达到将近65%,且优化后的防撞梁结构与吸能盒和前纵梁结构连接后,在高速碰撞过程中变形模式更合理。     

某车型后端低速碰撞性能分析及优化研究

本文通过对某车型建立低速碰撞CAE仿真模型,结合仿真结果和结构特点找出了影响低速碰撞性能的相关参数。针对这些影响参数,在现有布置结构的约束下,对方案进行优化,最终通过CAE仿真和实车试验共同验证了优化方案的可行性。该研究为改进低速碰撞性能和车辆后部结构设计提供了参考。     

基于实车足尺碰撞试验的防撞声屏障研究

以往声屏障设计只考虑降噪功能与抗风安全性,而忽视了防撞安全性;近年,车辆碰撞公路声屏障致乘员伤亡的交通事故时有发生,声屏障已然成了公路上新的安全隐患点。为解决该安全问题,采用理论分析、计算机仿真等方法,深入分析了声屏障安全问题的关键影响因素,研究提出了能够解决安全问题的防撞声屏障结构,最终采用实车足尺碰撞试验对其安全性能进行论证。试验结果表明,防撞声屏障的阻挡功能、缓冲功能、导向功能等安全性能指标均满足《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)的要求,防护等级达到五级(SA)水平。