棱边强化薄壁方管静动态轴压理论和仿真研究

本文旨在对棱边强化薄壁方管的静动态轴向压溃进行研究。首先分析了方管静态平均压溃力公式中的能量等效流动应力选取方法及其对理论预测结果的影响,之后结合Cowper-Symonds经验公式,导出了动态平均压溃力公式。同时基于Hypermesh 9.0建立了440A原始和棱边强化薄壁方管静动态轴向压溃有限元模型,仿真再现了塑性变形过程和压溃力波动状况,仿真值与理论值吻合得较好,最大偏差不超过4.0%。最后,制作若干个棱边塑性应变强化的35钢方管,进行压溃试验,验证了静态轴向压溃理论的有效性,理论值与试验值之间偏差仅为7.1%。本研究为棱边强化薄壁部件的强度设计及其在车身结构中的应用提供了参考。     

微型电动汽车转向管柱支撑结构耐撞性设计

基于GB11557—2011的要求,为某微型电动汽车设计了一款转向管柱吸能支撑结构,它由两根中部含V型缺口的槽型薄壁梁组合而成,其塑性变形阶段的极限强度水平可由V型缺口关键参数c和夹角θ调控。仿真结果表明:人体模块碰撞力随c和θ增大呈非线性减小。由c=24mm的数值仿真和碰撞试验结果对比可知:两者塑性变形模式一致;碰撞力曲线吻合得较好;人体模块碰撞力峰值偏差仅为6.1%。新支撑结构的强度和碰撞吸能水平在冲击试验和驾乘过程中均符合耐撞性设计要求。     

基于Abaqus显式算法的铸铝车轮碰撞模拟

介绍了一种基于Abaqus显式算法的计算方案来预测车轮在按SAE J175的规定进行车轮冲击试验过程中的车轮碰撞性能.为节省计算时间,赋予碰撞体一个撞击初速度代表其自由下落过程的最终状态,并采用了质量缩放法.以等效塑性应变作为损坏指标判定车轮是否通过动态冲击测试标准.仿真结果得到实例的验证,并表明车轮的塑性变形主要集中...     

微型电动汽车转向管柱支撑结构耐撞性设计EI北大核心CSCD

基于GB11557—2011的要求,为某微型电动汽车设计了一款转向管柱吸能支撑结构,它由两根中部含V型缺口的槽型薄壁梁组合而成,其塑性变形阶段的极限强度水平可由V型缺口关键参数c和夹角θ调控。仿真结果表明:人体模块碰撞力随c和θ增大呈非线性减小。由c=24mm的数值仿真和碰撞试验结果对比可知:两者塑性变形模式一致;碰撞力曲线吻合得较好;人体模块碰撞力峰值偏差仅为6.1%。新支撑结构的强度和碰撞吸能水平在冲击试验和驾乘过程中均符合耐撞性设计要求。     

薄壁结构棱边强化效果

基于方管理想化折叠单元模型、塑性挤压过程能量耗散分解法与棱边强化薄壁方管在轴向静态压溃作用下的能量平衡修正方程, 分别导出了棱边强化薄壁方管的平均压溃力、吸能预测与棱边强化效果的理论表达式。建立了系列棱边强化薄壁方管准静态轴向压溃有限元模型, 导入LS-DYNA程序进行弹塑性动力学仿真, 获得了平均压溃力, 分析了棱边应力强化的敏感性。将棱边强化技术应用于某车前保横梁和吸能盒相应棱边强度设计中, 采用超高应力强化棱边和普通延性钢板组合去置换较高强度钢薄壁结构, 在冲击试验验证过的有限元模型基础上, 建立了棱边强化前保险杠子结构独立评价有限元模型, 分别进行了棱边强化模型和原始模型的50km·h~(-1)正碰仿真试验。仿真结果表明: 导出的平均压溃力公式可以预测棱边与平板屈服强度比为1~4的棱边强化薄壁方管轴向压溃力学特性, 仿真结果与理论结果的最大偏差不超过5.66%;由前保险杠子结构正碰仿真结果得到了棱边强化前后近似的塑性变形模式与传力路径, 能量吸收差值不超过0.3kJ。可见, 选择性棱边应力强化后的普通延性钢前保险杠子结构有望实现等效置换较高强度钢前保险杠子结构。