基于Flex-GTR腿型的乘用车前端造型设计

为减小人车碰撞中对行人小腿的伤害,考虑到柔性腿型碰撞性能要求,文章利用简化的汽车前端模型对乘用车发动机罩前缘、前保险杠上部以及前保险杠下部区域造型特点进行模拟分析。结果表明:前保险杠下部(LBRA)高度主要影响胫骨弯矩(T1～T3)大小;LBRA离地间隙越小,越有利于控制腿型运动姿态,对降低膝盖韧带拉长量和T1～T3较为有利;减小BL值有利于控制膝盖前十字韧带(ACL)的拉伸及T1与T2值;BLEH值对膝部韧带及胫骨弯矩影响不大。说明汽车前端造型对柔性小腿碰撞性能有重要影响,为以后新车造型设计提供了参考。     

乘用车前保险杠系统耐撞性分析与优化

针对行人保护柔性腿型(Flex-PLI)、RCAR低速碰撞、高速偏置碰撞3种工况,采用有限元建模方法,对某车型前保险杠系统进行耐撞性仿真分析,分析表明该车前保险杠系统不能满足碰撞安全性要求。以前保险杠系统主要结构参数为变量进行正交试验设计,利用综合分析法对前保险杠结构进行优化匹配。在结构优化的基础上,以厚度为变量利用响应面和多目标遗传算法对前保险杠系统的安全性能和质量进行了进一步优化,其整体耐撞性能得到提升。     

FFS法应用于汽车保险杠碰撞仿真分析研究

针对采用一般CAE分析技术判别汽车保险杠碰撞吸收能量性能精度较低的问题,首先通过某轿车前保险杠结构低速碰撞法规试验对其仿真模型进行了验证,之后采用快速精细仿真分析方法对上述试验进行了仿真模拟.试验结果和仿真结果对比表明,快速精细仿真分析方法可有效地提高汽车保险杠碰撞CAE仿真分析的精度.     

某新能源车型的一体式保险杠静刚度优化

本文针对某新能源车型一体式前保静刚度不足的问题,通过研究局部渐变料厚、形状轮廓对一体式前保静刚度的影响,进而优化一体式前保结构,提升了静刚度。通过CAE虚拟分析和保险杠样件对优化方案进行了验证,验证结果有效,为后续新能源车型保险杠静刚度优化提供了有效参考。     

面向行人下肢保护的汽车前端结构刚度优化设计

为改善汽车的行人下肢保护性能,提出了一种基于多刚体动力学模型的汽车前端结构刚度设计方法。依据下腿型对保险杠的碰撞试验和汽车前端结构的有限元模型,仿真获得腿部碰撞区域的刚度参数和汽车前端的几何位置参数,在Maydymo中建立了该模型。利用全局响应法(GRSM)进行优化求解。以下肢胫骨加速度、膝部弯曲角度和膝部剪切位移这3个伤害指标归一化后的均方估计(MSE)为优化目标,以保险杠和副保险杠的屈服力和最大变形量为4个设计变量。结果表明:目标函数降低了73.9%,胫骨加速度下降了50.3%,膝部弯曲角下降了48.9%。这说明:对汽车前端结构刚度的优化可以有效提升其行人下肢保护性能。     

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。     

基于行人保护的SUV车型前端造型设计研究

分别对SUV车型行人头部、腿部碰撞区域造型特点进行分析,提出发动机罩、通风盖板、翼子板、发动机罩前缘、前保险杠、散热器格栅的造型控制策略.同时提出前保险杠造型支撑区域概念,并利用MADYMO分析模型,在前保险杠前端零部件刚度一定的条件下,找出其最佳位置关系.结果表明,优化后的SUV车型前端造型可有效控制伤害值,有利于提高行人保护性能.     

SUV前端造型对行人下肢损伤影响的定量研究

为在造型设计阶段充分考虑汽车的行人碰撞安全性能,以提高汽车的开发效率和行人安全性,提取了77款SUV侧视图的轮廓线及其特征参数,构建并验证了SUV前端造型的简化有限元模型,并依据Euro NCAP评价规则进行行人安全性能仿真。以造型特征参数为自变量,损伤参数为因变量,采用多重线性回归分析方法分别对有无扰流板的两类车型筛选出对下肢损伤有显著影响的造型特征参数,并建立回归模型。分析结果表明,有前保险杠扰流板的SUV在造型设计时应增大保险杠中心离地高度、保险杠宽度和扰流板相对于保险杠的前伸量;无扰流板的SUV则应增大保险杠上参考线离地高度、进气格栅曲率半径,减小保险杠下参考线离地高度。建立在量产车型造型特征基础上的汽车前部简化模型通过Euro NCAP试验数据的验证,不仅能表征造型信息,也具备结构属性,对于结构设计前的造型设计具有指导作用。     

基于行人保护法规的前保险杠设计

为优化汽车行人保护缓冲吸能装置设计,确保汽车能够通过行人保护碰撞,文章分析了欧盟的行人碰撞保护技术指令2003/102/EC中对轿车前保险杠试验区域的划分,对外观造型中影响行人保护的正面、两侧及下部的造型进行了分析并给出合理建议,在实践的基础上提出了前保险杠中部及下部的缓冲吸能结构的优化设计方案,指出发泡后的聚丙烯具有高冲击能吸收能力等优点,目前被广泛应用于中部缓冲结构.文章为汽车能顺利通过2003/102/EC,提供了详细的设计参考.     

面向行人下肢保护的蜂窝铝吸能结构优化

建立了行人小腿与某乘用车前端结构的碰撞有限元模型,而仿真分析发现行人腿部损伤指标在保险杠正中心Y_0处的胫骨加速度峰值和靠近吸能盒Y_(390)处的胫骨加速度峰值与膝部弯曲角峰值均超过了安全阈值。为改善汽车行人下肢保护性能,根据该车前端吸能空间设计了6种不同蜂窝胞元边长、5种不同蜂窝胞元厚度的蜂窝铝吸能结构,通过分析30组蜂窝铝吸能结构在Y_0处所对应的行人腿部综合伤害指标和比吸能的变化趋势,确定了对行人腿部保护性能较好的蜂窝铝胞元边长为14 mm。然后以吸能盒位置Y_(390)处行人腿部综合伤害指标最小为优化目标,运用软件Hyperstudy和LS-DYNA集成优化的方法以蜂窝铝吸能结构前盖板与蜂窝芯的厚度为变量进行优化。优化后靠近吸能盒Y_(390)处和保险杠正中心Y_0处的行人腿部3项伤害指标均大幅降低,且满足法规安全阈值要求,优化后的蜂窝铝吸能结构有效地改善了该车的行人下肢保护性能。     

汽车前端结构的行人大腿碰撞保护性能研究

介绍了Euro NCAP近几年上腿型冲击WAD775的试验结果,以及针对该性能,汽车前端的造型优化和结构设计方法。以某车型为例,采用HyperMesh软件建立了其前端上腿型冲击WAD775有限元模型并进行仿真分析。从零部件结构优化角度,提出对保险杠本体及其附件进行局部结构弱化的改进方案。经过分析,采用新方案的车型该项得分从2.963分提升至满分6分。     

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。     

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。     

基于Euro-NCAP评价规程行人柔性腿型碰撞试验

为了减少行人小腿碰撞伤害,参考2014年版的欧盟新车评价规程(Euro-NCAP),对某车型进行柔性腿型(Flex-PLI)碰撞试验;评估了行人小腿碰撞得分,以此来分析影响胫骨伤害及膝部伤害的关键因素。结果表明:车辆前端与胫骨接触位置结构刚度对胫骨弯矩值影响较大;膝部韧带伸长量与膝关节上部及下部相对运动有关。因此设计时,应避免因车辆前端结构刚度过强导致胫骨弯矩超标准;应通过调整膝关节上部及下部侵入量来改善膝部韧带伸长量。这些结论,可为改进车辆前端设计提供参考。     

搭载不同型号发动机的车身结构碰撞优化

同一车型搭载多种发动机是汽车常见的技术之一,但由于不同型号发动机在质量和体积上各异,会影响整车的碰撞性能.结合CAE有限元分析,利用LS-DYNA软件分别对4种结构优化设计方案碰撞结果进行验证.与采用加强纵梁后端或弱化纵梁前端等方案相比,采用优化上边梁方案在不对原车型做大改动的前提下,使汽车得到更好的碰撞性能,解决了由于发动机质量和体积增加所引起的车身碰撞安全问题,为后续类似问题提供了新的设计方法.     

基于行人保护要求的汽车保险杠设计概述

保险杠是汽车最前端部件,在碰撞发生时,与行人第一时间接触,因此在整车行人保护性能中占据重要地位。文章从行人保护的角度对汽车保险杠的设计进行探究。着重阐述了,通过哪些途径以及何种结构优化方式,可以在保险杠设计过程中最大化满足行人保护性能的要求,以及未来的发展趋势。     

基于正交实验法的车身侧面碰撞性能优化

建立车身有限元模型进行仿真分析。输出B柱加速度曲线并与实车侧面碰撞结果对标,使有限元模型能够表征物理样车,仿真结果具有可信性及预测性。进行CAE侧面碰撞仿真,采用正交试验法分析车身侧面结构中的7个零件,考核各零件对车身侧面碰撞性能指标的影响,寻找出对车身侧面碰撞性能影响较大的零件及区域。进行优化设计,利用CAE仿真手段来验证优化方案。结果表明:通过该方法,能够判断对车身侧面碰撞性能影响较大的零件和区域,以及影响因子。能够快速、合理、有针对性的进行车身结构优化,达到优化目标。     

基于MPDB工况的碰撞相容性研究

两车碰撞不相容是被动安全面临的重大问题。文中阐述了碰撞相容性概念并介绍了MPDB测试情况,以该测试为基础,建立等效力学模型,系统分析了整车质量、前端刚度、能量分布对于碰撞相容性的影响规律。针对四种车型建立MPDB仿真模型,分析验证了3因素对于相容性的影响。提出限定前舱最大刚度、限定乘员舱最小刚度、均匀前端结构、增大壁障变形区域等相容性优化策略。针对某车型提出具体结构改进方案,优化提升了该车型的碰撞相容性。     

基于行人保护的SUV前保险杠防撞系统优化

为减小SUV车型在人车碰撞中对行人小腿的伤害,文章对SUV车型前保险杠造型进行了优化。分析了上支撑与下支撑布置和材料对小腿碰撞伤害值的影响,结果表明,当前保险杠上支撑安装位置处于小腿上部质心以下时,上支撑与小腿上部质心距离及上支撑材料对胫骨加速度值影响较大,上支撑与下支撑距离与下支撑材料对剪切位移影响较大。采用优化后的前保险杠防撞系统有效地控制了行人小腿伤害值,有利于该车型行人保护性能的提升,为以后SUV车型行人保护前保险杠防撞系统设计提供一些参考。     

轿车热冲压保险杠的柱类碰撞耐撞性

研究了汽车前保险杠与柱类物(如电线杆或大树的垂直硬物)耐碰撞性能。为降低保险杠的质量,某轿车采用了超高强度热冲压含硼钢。针对该类保险杠进行了落锤试验。用有限元模型进行了柱碰性能模拟,并分析了不同板厚的前保险杠耐撞性。选取了前保险杠的变形、受力及吸能3个参量作为柱碰过程的评判指标。结果表明:柱类碰撞时,对比原冷冲压保险杠,热冲保险杠的最大内侵量减小40 mm,最大承载力提高7 k N,最终吸能量提高0.1 k J。因而,热冲压保险杠具有更加优异的柱碰性能。