基于等效静态载荷法的汽车前端结构抗撞性尺寸和形貌优化

为了减少在低速正碰下汽车的维修成本以及实现汽车前端结构的轻量化。采用等效静态载荷方法对汽车前端结构的尺寸和形状进行了抗撞性优化设计,以整个结构质量最小为优化的目标函数,以前部结构主要部件的厚度尺寸以及节点坐标形貌为设计变量,以侵入量以及加强筋的冲压工艺要求为约束进行了碰撞优化设计。等效静态载荷法将非线性瞬态碰撞优化问题转化为多工况线性静态优化问题,数值算例证明等效静态载荷法可高效地求解碰撞优化问题,并得到高精度的最优解。

基于能量管理与仿真的汽车前端结构优化设计

汽车前端结构主要包括防撞梁吸能盒总成,前纵梁及其相应的连接板,在正面碰撞中,前端结构需要吸收约50%的碰撞动能。为实现前端结构刚度匹配,达到碰撞能量吸收要求,降低车身碰撞加速度水平,提高乘员保护效果,该文基于某运动型多功能车(SUV)车型车体开发过程,采用碰撞能量管理耐撞性设计理念,结合理论公式与有限元仿真优化分析方法,对车身前端关键结构进行了优化设计,并对优化后结构进行防撞梁总成静压与前纵梁台车碰撞试验。结果表明:基于能量管理与仿真的汽车前端结构优化设计方法,较好地实现了结构的刚度匹配,满足了碰撞吸能性能要求,达到耐撞性设计目标。

复合结构的汽车前端模块研究

通过介绍不同形式的汽车前端模块的发展和应用,总结了前端模块设计的优点。重点阐述了复合结构的前端模块的结构形式、制造工艺和发展趋势。

基于行人下肢保护的SUV车型前端结构多目标优化设计

当行人与车辆发生碰撞时,汽车前端结构的设计是满足行人腿部保护要求的关键。然而针对SUV车型由于其前端结构特点与普通轿车不同,在应对行人下肢保护要求已呈现明显的局限性。为了提高SUV车型前端结构的行人保护功能,结合试验设计技术、近似建模技术、多目标优化算法,以行人腿部的伤害值指标胫骨加速度及膝部剪切位移最低为优化目标,以膝部弯曲角为设计约束,对车辆前端结构参数进行了多目标优化设计。研究结果表明:优化后的车辆前端结构与原设计相比,有效降低了行人下肢伤害,为车辆前端结构的设计与开发提供了有效的参考。

基于Euro NCAP 8.0行人上腿部评价规程的车辆前端结构设计与优化

欧盟新车评价规程(Euro NCAP)8.0版本对行人上腿部碰撞测试方法进行了修改,新的测试方法减小行人上腿部对车辆前端空间的要求,但是对其结构设计和硬点的布置等提出新的要求.从行人上腿部的碰撞位置、碰撞角度及能量等方面对比Euro NCAP新旧版本的不同.根据Euro NCAP8.0行人上腿部的碰撞要求,对车辆前端结构设计进行分析,并针对某车进行试验,用CAE技术进行优化设计,使其满足Euro NCAP 8.0对行人上腿部碰撞的要求.

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Y0处的胫骨加速度峰值和靠近吸能盒Y390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Y0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14mm。然后以吸能盒位置Y390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Y390处和保险杠正中心Y0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。

基于行人保护FLEX-PLI腿型的车辆前结构改进分析

欧盟新车评价规程Euro NCAP中的TRL腿型验算即将被FLEX-PLI腿型验算替代,所以针对前者开发的某款车型在使用新标准验算时不能得到满分。运用计算机仿真对该车型前端结构进行改进:去除前保险杠吸能泡沫;重新设计W形结构的下腿部保护横梁,在碰撞点对应位置增加与FLEX-PLI腿型宽度相同的加强筋,加大下腿部保护横梁与前保横梁的距离;改进导风板局部结构。对改进后前端结构进行FLEX-PLI腿型验算,达到得分为满分的目标。

关于轿车正面碰撞的被动安全性研究

轿车发生碰撞事故时对行人的保护性能越来越受到社会、汽车制造商的重视,特别是轿车前端结构的行人保护设计,已成为轿车正面碰撞被动安全性设计的新方向。本文简要探讨Euro-NCAP评价体系中的行人保护评价方法和基于行人下肢保护的汽车前端结构设计。