不同截面薄壁梁的轴向耐撞性对比研究

针对汽车碰撞安全研究的需求,以汽车前纵梁为研究对象,分析了薄壁直梁的耐撞性评价指标,运用非线性有限元理论建立了方形和方锥形2种不同截面薄壁直梁的有限元模型,研究了这2种截面的薄壁直梁结构在轴向冲击载荷下的能量吸收与变形特性,并对他们的耐撞性能进行了对比.结果表明,锥形截面薄壁梁的吸能特性优于方形结构.     

不同外框搭配不同内支撑的薄壁梁碰撞研究

为了提高客车碰撞的安全性,基于HyperMesh与LS-DYNA比较了正方形、五边形、六边形搭配X型、XO型内支撑的不同截面形状薄壁梁的碰撞性能,分析结果表明:XO型与X型内支撑搭配六边形外框的2种截面形状薄壁件碰撞性能最优;将优化结果结合整车模型进行碰撞分析验证,计算结果表明:2种形状薄壁梁碰撞总吸能差别不大,X型内...     

混合变截面薄壁梁的抗撞性仿真分析

采用HyperMesh和LS-DYNA软件对几种混合变截面薄壁梁进行抗撞性仿真分析.分析了不同混合变截面对薄壁梁载荷变化和能量吸收情况的影响.比较分析了单一截面薄壁梁和昆合变截面薄壁梁的吸能特性,表明混合变截面薄壁梁在碰撞时的吸能特性更符合车辆的理想碰撞特性,更有利于乘员安全.     

基于RCAR试验的电动SUV低速保险杠耐撞性研究

为研究某款纯电动SUV保险杠在低速正面碰撞工况下的耐撞指标,提高其耐撞性能。首先依据RCAR保险杠低速碰撞试验及评价方法,建立某纯电动SUV正面全宽低速保险杠碰撞有限元模型;其次,从防撞梁、吸能盒的吸能和变形以及车体损坏情况等对仿真结果进行分析。结果表明,模型防撞梁强度不足,导致吸能盒未发挥低速吸能效果,风扇受到挤压。最后从防撞梁截面型式、材料,厚度3个影响防撞梁强度的因素出发,提出3种优化改进方案。研究表明,方案3防撞梁低速碰撞耐撞性最好,在满足轻量化要求的同时满足了RCAR测试的要求。     

薄壁构件的抗碰撞吸能

以金属薄壁构件为例,研究其薄壁构件沿轴向压缩的历程,在给出薄壁构件的材料模型和有限元模型之后,用碰撞大变形有限元软件PAM-CRASH进行仿真,并对薄壁构件的截面对能量的吸收情况进行了分析,对正方形截面的单元胞和多元胞薄壁结构进行了吸能仿真分析,并对薄壁构件这种能量吸收结构提出建议.     

基于ANASYS Workbench的保险杠低速碰撞仿真

建立并验证了某轿车保险杠碰撞模型的有效性,按照ECE R42法规和PRO/E软件建立该保险杠系统的有限元模型,利用ANASYS Workbench对其进行低速碰撞吸能性仿真分析,结果发现该保险杠结构可以吸收低速碰撞过程中所产生的大部分动能,使轿车其他部分的结构变形达到最小.在此基础上,针对碰撞仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了具体的改进措施.     

汽车前保险杠碰撞过程动力学仿真与分析

前保险杠是汽车正碰主要吸能部件,在很大程度上决定了汽车的耐撞性与安全性。针对汽车碰撞过程中前保险杠的大变形和非线性接触问题,建立了某款国产轿车前保险杠(包括:保险杠、吸能盒和纵梁)与刚性墙碰撞有限元模型。采用分段线性塑性材料本构模型和显式动力学有限元法对其碰撞过程进行动态仿真,获得了保险杠、吸能盒和纵梁的变形情况、能量变化情况以及碰撞力曲线。仿真结果与实验结果吻合良好,从而验证了有限元模型正确性。结果表明,槽型诱导结构比盒型诱导结构更容易诱导纵梁产生褶皱变形,且碰撞力曲线随纵梁的褶皱变形产生波动。     

基于ANSYS/LS-DYNA的货车纵梁撞击性能仿真研究

针对汽车碰撞安全研究的需求，利用ANSYS软件建立了货车纵梁前部碰撞的有限元模型，并结合LS-DYNA软件进行了显式动力学碰撞分析。结果表明，通过等效的薄壁直梁件模型，利用ANSYS／LS-DYNA软件能够对货车纵梁前部碰撞过程进行全面深入的研究。     

薄壁直梁诱导结构的耐撞性优化

选取诱导槽的弯曲半径、过渡圆角半径、诱导槽间距、第一个诱导槽距离薄壁直梁最前端长度尺寸作为主要设计参数,基于均匀试验设计方法,利用LS-DYNA软件完成了薄壁直梁的碰撞仿真。利用Minitab软件对直梁的碰撞减速度峰值与诱导槽设计参数进行回归分析,得到了薄壁直梁诱导槽结构的最优设计参数,创建了一种有效的变形诱导槽结构。从结构的碰撞变形、碰撞减速度峰值以及能量吸收3个方面对优化前后的薄壁直梁进行对比分析,验证了此种诱导槽结构有利于提高薄壁直梁的耐撞性。     

材料特性对转向柱碰撞性能影响的仿真研究

针对驾驶员容易在汽车正面碰撞过程中受到转向系统伤害的问题,以微型轿车的转向柱为研究对象,运用显式动力学有限元理论,建立了转向柱碰撞有限元模型;根据方向盘的碰撞要求,对材料分别为低碳钢、铝合金和高强度钢的转向柱的碰撞性能进行了研究;对比分析了转向柱的变形形态、运动位移、速度和吸能量。结果表明:铝合金和高强度钢在碰撞过程中的变形形态、变形量、碰撞时间以及吸能能力等方面均优于低碳钢,说明通过提高材料强度的方式改善转向柱的碰撞性能是可行的。研究成果为汽车转向柱的设计和碰撞性能的提高提供了依据。     

基于神经网络的数据挖掘模型在吸能装置上的应用

针对传统有限元分析方法对机车车辆结构耐撞性计算效率低的问题，在已有仿真分析数据基础上，引入机器学习方法，对车辆关键结构的耐撞性以及碰撞安全性进行分析预测. 首先，建立基于神经网络的数据挖掘模型，在此基础上构建车辆关键结构的碰撞响应预测方法；其次，通过试验验证了防爬吸能装置有限元模型的正确性，以此模型为基础获得不同壁厚防爬吸能装置的碰撞响应仿真数据；然后，以吸能装置壁厚作为模型输入，不同壁厚所对应的位移、速度、界面力和内能等碰撞响应作为模型输出，将有限元仿真数据用于模型训练，优化后的数据挖掘模型的拟合优度在0.922以上；最后，为验证模型预测的准确性，将碰撞数学模型的预测结果与有限元仿真结果进行对比，速度、位移、界面力和内能的平均相对误差分别为7.10%、4.51%、6.20%和2.50%. 研究结果表明:基于神经网络构建的数据挖掘模型在保证精度的情况下，能很好地反映防爬吸能装置的碰撞特性，大幅降低了计算时间，提高了计算效率.      

带有CST的微型客车正面碰撞仿真分析

针对微型客车前部在正面碰撞事故中吸能区域较短,基于VPG有限元前处理软件、LSDYNA后处理软件为平台,分别建立了不带螺纹剪切吸能装置和带有螺纹剪切式吸能装置的微型客车模型,并对其进行仿真研究.仿真结果表明,无吸能装置的客车前部变形很大,威胁到车内乘员的生命安全;而有吸能装置的客车前部变形较小,B柱加速度变化曲线比无吸能装置时较平缓,从而很好地保护了车内乘员的生命安全.螺纹剪切式吸能装置使汽车前部的正碰吸能性得到很大改善.     

8m客车侧翻仿真与上部结构安全性分析

利用Radioss建立了一款8m客车的有限元模型,进行了侧翻仿真模拟,得到的客车侧翻角,以及车身侧围立柱与生存空间的最小距离.从能量吸收、速度与加速度分析、车身立柱变形、生成空间评估角分析等方面对客车侧翻进行了安全性评价.结果表明,该客车侧翻符合法规要求,但应在上部安装一些吸能装置,提高客车安全性.给出了该客车侧翻平均加速度、加速度均方根值,以及最大加速度指标.     

船与刚性桥墩的碰撞性能分析

运用非线性有限元基本理论，采用国际上广泛使用的大型结构分析程序LS—DYNA，建立了船舶、刚性桥墩的三维有限元计算模型．分析了碰撞力的大小、船首及构件的损伤和吸能特性，并与经验公式计算结果进行了比较，得出了有关船撞力大小和分布规律的结论．     

基于MSC．Dytran的13000t成品油轮船冰碰撞的性能分析

文章运用非线性有限元基本理论,在MSC．Dytran平台上建立了船舶首部、冰体的三维有限元计算模型,分析了碰撞力的大小、船首及内部结构的损伤变形和能量吸收等特性,为研究大型运输船舶船体结构与冰之间碰撞性能提供参考。     

轨道车辆新型车端专用吸能装置

为了提高轨道车辆的耐碰撞性,利用金属薄壁结构轴向切削和压缩过程吸收能量的原理,设计了一种新型车辆端部专用吸能装置;采用显式有限元软件LS-DYNA建立了吸能装置吸能过程的等效三维有限元模型,并对吸能过程进行数值模拟;分析了切削深度、刀具前角和切屑圆心角等参数对吸能装置吸能性能的影响.研究结果表明,新型吸能装置吸收的能量、界面力与切削深度、切屑圆心角成正比,与刀具前角成反比,受切削深度的影响较小;新型吸能装置的冲程效率可达100%,压缩力效率和总效率可达70%以上,高于现有吸能装置.      

显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

基于连续介质理论，通过建立车辆碰撞的控制方程，在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散，得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法，使位移计算显式化，避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题，并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路，并对算例进行了数值模拟。结果表明，该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的，显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一，但是需要进行部分撞击试验，进一步修正模型后提高其分析精度。     

客车车身骨架动态特性分析

以某客车为例,建立了该客车车身骨架的有限元模型.对整车模型进行了模态分析和谐响应分析,结果表明:在车身的第十三阶振型至第十六阶振型中,车身结构模型的中后段变形较大,尤其是发动机底架后段变形较大,当外界激励频率接近固有频率时,会发生共振;当外界激励频率在50,91 Hz时,车身骨架结构模型中后端和尾部振动的幅值较大,该激...     

基于动力显式有限元法的保险杠正碰数值仿真研究

阐述了汽车保险杠正碰数值仿真有限元模型的建立方法和动力显式有限元算法,并运用动力显式算法对保险杠的正碰进行了仿真,通过对不同厚度的保险杠吸能速率的研究,提出了保险杠的合理厚度范围。