可脱落式前副车架结构仿真与试验

为应对日趋严格的被动安全法规和标准以及当前流行的短前悬设计带来的整车前碰空间不足的问题,提出可脱落式副车架设计方案。首次引入三阶等效波设计方法,基于某车型EuroNCAP前部偏置碰撞仿真结果提取前副车架连接点位置的载荷特征曲线,规划可脱落式副车架的失效时域;设计前副车架脱落方式及其零部件试验方案,采用CrachFEM失效模型对试验方案进行仿真,对比5轮试验与仿真结果发现:CrachFEM失效模型仿真与冲击试验中前副车架的拉脱失效力峰值的误差最大值为4.31%。将优选脱落结构设计方案应用于该车型EuroNCAP前部偏置碰撞仿真计算,前副车架在规划时域内脱落,第三阶等效加速度a_3降低11.83%,整车位移增大20 mm,整车归零时刻延长1.1 ms,因此该方案可有效改善该车型的前部高速耐碰撞性能。

汽车动力总成悬置的碰撞失效模拟研究

汽车动力总成悬置在正面碰撞中对纵梁变形模式有着重要影响。为准确预测悬置的碰撞断裂失效行为,开展了铸铝材料的力学性能试验。基于Crach FEM韧性失效准则,建立带有失效准则的铸铝材料卡片,通过对悬置支架的落锤冲击试验和模拟对标,验证了铸铝材料卡片的准确性和悬置建模方法的可靠性。整车碰撞仿真结果表明,Crach FEM失效模型能准确模拟悬置断裂失效过程,使纵梁变形模式和车身加速度响应更贴合试验结果,提高汽车动力总成碰撞仿真的精度,为碰撞性能开发提供仿真评估手段。

空调塑料材料的碰撞失效模拟研究

研究空调内机塑料材料ABS-121H在跌落工况下的力学行为。通过准静态、动态拉伸力学实验和失效实验,分别建立了不同应变率下材料弹塑性模型及LS-DYNA软件的GISSMO失效模型,并通过整机零部件实验及仿真对材料弹塑性模型和失效模型准确性进行验证。结果表明:考虑应变率效应的材料弹塑性模型可以准确反映结构的加速度和刚度,GISSMO失效模型可以准确预测材料复杂应力状态下的断裂失效行为。该研究为空调跌落仿真的材料模型建立提供参考。

基于LS-DYNA的空调连续跌落仿真研究

研究空调内机在跌落冲击工况下的力学行为。首先通过不同应变率的材料试验,建立LS-DYNA材料模型;然后通过DYNAIN方法建立整机连续跌落有限元模型,并将跌落仿真与试验进行对标。对标结果显示:连续跌落仿真与试验的加速度曲线相关度达到93%以上,且破坏位置一致。结果表明该方法可以准确模拟空调内机在连续跌落工况中的力学行为,为家电产品研发设计提供重要的指导意义。

短纤维增强复合材料的力学性能仿真研究

短纤维增强复合材料力学性能仿真主要研究材料的各向异性和纤维分布,但是对其粘弹性、动态应变率和断裂失效研究较少。基于Hill 1948屈服准则和韧性断裂失效准则,开发了表征短纤维增强复合材料力学性能的材料仿真卡片。采用Ls-dyna显示模块开展了不同纤维方向和应变率单轴拉伸试验以及三点弯曲试验的仿真,结果与试验具有很高的吻合度,开发的材料卡片很好的表征了材料的力学性能。该研究为短纤维增强材料的碰撞仿真提供了可借鉴的模拟方法。

泡沫EPS非线性粘弹性本构模型在LS-DYNA空调跌落仿真中的研究

目的研究泡沫EPS非线性粘弹性本构模型对空调跌落仿真精度的影响。方法通过动态压缩试验获得泡沫EPS在不同应变率下的应力-应变结果,使用LS-DYNA中的非线性粘弹性本构模型Fu-Chang泡沫准确模拟泡沫在不同应变率下的力学性能,并通过空调跌落仿真进行验证。结果使用不同应变率下的泡沫EPS非线性粘弹性本构模型进行仿真,空调不同位置的仿真加速度曲线和实际试验加速度曲线相似度在90%以上。结论不同应变率下的泡沫EPS非线性粘弹性本构模型可以准确模拟EPS泡沫在动态冲击下的材料力学性能,可以更加准确地模拟跌落工况中空调结构的动态反应及泡沫失效状态,提高仿真精度。

基于拓扑优化的电动汽车电池包托盘结构优化研究

利用仿真前处理软件HyperMesh进行了动力电池包托盘的建模,并通过结构优化软件Genesis进行了托盘加强筋的优化设计。将加强筋可设计区域进行网格填充,采用计算机优化算法,以若干种常见工况结构性能作为优化目标,并考虑托盘整体对称约束和拔摸铸造约束,进行结构拓扑优化计算。根据优化后结构材料分布形式,结合工艺和美观要求,重新设计了托盘加强筋结构分布。将原始设计与优化设计进行多种工况的结构性能对比,结果显示,在质量不增加的情况下,优化设计后的模型综合刚度性能提升了2%。采用拓扑优化技术,可以使结构在初始设计阶段综合考虑多种工况结构性能要求,节约开发时间,节省开发成本。

有限元分析在烟包纸张及盒型设计上的应用

为了解不同烟包纸张材料及盒型结构的消费者体验,通过实验获得纸张材料及盒型结构的力学性能,采用有限元分析软件Ansys LS-DYNA进行模拟仿真,建立了一种可以预测及考察消费者体验的实验及仿真方法。结果表明:实验和仿真结果的对标误差在15%以下;利用该方法能够明确纸张模切设计及盒型选型对消费者在烟盒握持及盒盖开关感受上的影响;通过所构建的纸张材料和烟盒仿真模型,可提高烟盒纸张压痕质量及包装上机适应性。该技术可为提升卷烟产品包装设计水平提供参考。