基于小偏置碰撞车辆前端结构的改进设计

为提高小偏置碰撞下整车的耐撞性,对某微型电动车前端结构进行了优化设计。在可操作空间延长防撞横梁长度的20%,在前纵梁新增>形结构件,并对整车进行64 km·h^-1正面小偏置碰撞工况仿真分析。改进后前纵梁吸能量提高了128.4%,整车吸能量提高了26.3%,乘员加权综合损伤值降低50%。     

前纵梁碰撞性能分析研究

在汽车的正面碰撞中,前纵梁的作用尤为明显,其设计的好坏直接影响汽车的碰撞性能。研究了前纵梁单独碰撞和在车身上碰撞的异同,探讨了诱导槽及其位置的作用,提出了前纵梁设计时应注意的一些问题。     

轻型货车前纵梁碰撞吸能特性分析

为分析某轻型货车前纵梁碰撞吸能特性,以碰撞理论为基础,运用CATIA软件建立前纵梁有限元分析模型,进行ANSYS/LS-DYNA模拟仿真。结果表明:车架前纵梁在碰撞中的变形吸收了大部分的能量,车架的最大变形位于纵梁的变截面处;纵梁的初速度为13.5 m/s,货车整备质量2.5 t条件下,碰撞发生2 ms后由于材料的塑性变形而产生峰值减速度,随后材料变形失效;车架前纵梁吸能特性与减速度相似,位于碰撞发生2 ms时出现吸能峰值。     

某越野车车架耐撞性仿真分析

依据C-NCAP中100%重叠正面冲击固定刚性壁障试验规定,应用HyperWorks软件建立某越野车车架正面碰撞仿真计算模型,并应用ANSYS/LS-DYNA软件进行求解计算。在此基础上,对某越野车车架进行耐撞性仿真研究,并从车架碰撞变形、碰撞加速度和碰撞速度等方面对仿真结果进行分析。结果表明,车架前部纵梁发生理想的纵向有序的褶皱变形,车架类S型梁的拐角部分发生弯曲变形,且碰撞加速度曲线和碰撞速度曲线并非理想,说明车架结构有改进空间。     

某车型左纵梁变形吸能模式优化分析

某车型在进行偏置碰撞试验时,产生左纵梁变形区域偏小,变形吸能模式十分不理想;同时导致能量后传,前围变形过大,无法满足碰撞吸能要求。通过系统分析左纵梁可变形区域、刚度特性、抗弯特性,针对存在的问题,优化了此款车型左纵梁上附件的布置形式及可变形区域,并在原结构基础上调整纵梁结构变形特性。最后,通过实车验证试验对结果进行验证,结果表明:优化后的整车结构碰撞安全性能能够满足碰撞安全要求,能够为星级目标达标提供理想的结构基础。     

基于ANSA正面100％碰撞的某SUV车身耐撞性分析

为研究某SUV在100％ 正面碰撞事故中的耐撞性,基于ANSA建立某SUV整车正面100％ 碰撞仿真模型.依据《C-NCAP管理规则(2018年版)》法规中正面碰撞试验及评价方法进行碰撞分析,以B柱加速度、车门变形量、保险杠变形量、前围板侵入量等作为评价指标,对车身耐撞性进行评价分析.结果表明:保险杠与前纵梁变形良好,是碰撞过程中主要吸能部件;左右两侧B柱最大加速度分别为35 g、38 g,满足碰撞要求;门框变形量分别为22 mm、14 mm,满足变形要求;前围板最大侵入量为153.1 mm,超出目标值,需要进行结构或强度的改进和优化,并提出优化方案.     

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。     

商用车前下防护装置碰撞分析与轻量化研究

应用有限元法对某公司商用车的前下防护装置进行碰撞分析,研究不同材料下结构变化对碰撞性能的影响,在国家标准GB26511的基础上对前下防护装置进行改进设计,提升其碰撞性能,达到轻量化的目标。结果表明:改进后的设计比原设计减重了54.8%,碰撞性能也优于原设计。     

汽车安全座椅改进设计

介绍了汽车座椅及其性能,分析了汽车正面碰撞时乘员头部前倾速度快于身体而导致颈椎受伤害这一问题,并针对这一问题对汽车座椅的设计进行改进,以达到车辆正面碰撞过程中减轻乘员受伤程度的目的.     

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.     

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。     

涂油技术对曲线钢轨磨耗与振动的影响分析

小半径曲线轨道往往会加剧钢轨的磨耗与振动,影响列车的安全性和舒适度,增加维修养护的工作.文章以台湾铁路沙仑支线中洲车站端的爬升曲线为监测地点,在曲线前后端安装钢轨涂油器,进行为期6个月轨旁钢轨振动和磨耗的观测测量;分析小半径曲线轨道在润滑前后,列车经过时钢轨的磨耗和振动变化,观察涂油技术对钢轨磨耗和振动的影响.     

Research on the Lightweight Design of Body-Side Structure Based on Crashworthiness Requirements

Crashworthiness is the most significant variable during lightweight design of vehicle structures.However,crashworthiness studies using the single substructure-based method are limited due to the negligence of interactions among substructures.Thus,a whole structure-based study was conducted for the lightweight design of a body-side structure.In this study,a full finite element model was firstly created and then modified into a simplified model for structural improvements,where the major load-carrying subassemblies were improved from the perspectives of crashworthiness and manufacturing costs.Finally,sensitivity analyses were conducted to further optimize the strength distribution,based on which an adaptive response surface method was employed for thickness optimization of the structure.It is found that through the structural improvements and optimizations,the weight of the structure was significantly reduced even when its crashworthiness was improved.This indicates that the whole structure-based method is effective for lightweight design of vehicle structures.     

基于动态规划的列车节能运行两阶段优化方法

针对地铁列车多站间节能运行优化问题,提出将列车节能驾驶优化过程和时刻表优化过程结合的两阶段优化方法,分别求解两优化过程的全局最优解,从而获取列车在多站间运行的最优操纵策略.首先考虑节能和节时两个目标,构建列车节能驾驶多目标优化模型,结合动态规划多阶段寻优思路,建立一系列包含多个过程指标及约束的子阶段求解模型,逆序求解后获取列车站间运行最优操纵策略的Pareto前沿;其次建立时刻表优化模型,基于动态规划方法,调用各站间Pareto前沿,搜索站间运行时间最优分配方案;最后以北京地铁亦庄线为例,验证两阶段优化方法的有效性和高效性.试验结果表明,与最速操纵策略相比,经过两个阶段优化后的列车牵引能耗分别降低了53.87%和54.69%,两阶段优化过程分别用时258.90 s和0.08 s.     

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.      

基于虚拟试验的汽车40％偏置碰撞抗撞性分析

建立并验证了偏置变形壁障块模型、某轿车全宽碰撞模型的有效性,按照欧洲ECE R94.01法规建立该轿车的40％偏置碰撞有限元模型,基于虚拟试验技术对该轿车进行40％偏置碰撞抗撞性分析,确定该轿车40％偏置碰撞抗撞性改进方向和改进对策。     

客车车身结构侧翻过程数值模拟

客车车顶塌陷侵入性变形是客车侧翻时造成严重人员伤亡的主要原因.依据客车侧翻试验标准,基于非线性有限元数值方法研究客车车身结构的被动安全性.在数值模拟客车侧翻过程中,采用刚体—弹性体转化技术,既加快求解速度,同时又可以采用更小的时间步长得到更精确的结果.某客车车身结构侧翻碰撞数值仿真结果表明：客车上部结构不满足法规ECE R66的要求,应增强该部位结构的刚度,确保最大生存空间以保护乘客生命安全.     

轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型

基于伽辽金变分原理,利用有限元方法,建立了轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型,分析了轮轨摩擦热与钢轨接触区热膨胀位移、摩擦温度、应变和应力的关系。模型中温度场和位移场由耦合方程同时求解,但没有考虑惯性项和材料阻尼的影响。分析结果表明:耦合求解的温度场和位移场与非耦合求解的温度场和位移场的计算结果一致,钢轨表面各点滑动位移的方向与车轮滑动方向一致,垂向位移方向先负后正;钢轨表面各节点进入接触区后,温度快速上升,但高温持续时间短;在滑动方向上,钢轨接触点先受压应变后受拉应变作用,垂向受拉应变作用,滑动方向压应力明显高于垂向压应力,钢轨接触斑前后节点滑动方向应变符号相反;垂向高正应变区主要集中分布在接触斑后半轴上,最大剪应变与剪应力区在接触表层以下。