空降车辆着陆缓冲过程系统建模仿真研究综述

系统建模仿真作为空降车辆着陆缓冲研究的重要手段,用于仿真着陆缓冲阶段的气囊排气压缩、车辆缓冲过载、姿态变化及结构冲击响应。从系统建模、匹配设计、半实物试验、空投适应性4个方面进行评估,综述现有研究应用的理论、方法和研究结论。对目前仿真模型求解效率,结构应力和气囊仿真准确度,车辆与气囊参数匹配,半实物试验,空投适应性评估等问题进行分析总结并提出进一步的研究方向。

车身用铝薄板搅拌摩擦点焊接头的服役性能研究

结构中的焊点往往同时承受轴向和切向载荷的作用,而焊点的单向力学性能不能反映焊点的真实服役状态.为此,对比了最优参数下的传统搅拌摩擦焊接(Conventional Friction Stir Spot Welding,CFSSW),无针搅拌摩擦焊接(Probeless Friction Stir Spot Welding,PFSSW)以及扫略搅拌摩擦焊接(Swept Friction Stir Spot Welding,SFSSW)接头的拉剪和剥离力学性能.针对某小型全铝电动汽车,提出了焊点多工况服役性能的评价指标,并对3种焊点的服役性能进行了比较.结果表明,最优参数下的SFSSW接头在车身侧围与顶横梁连接区域的服役性能相较于CFSSW和PFSSW分别提高了28.97%和48.86%.在车身结构的前纵梁连接部分,3种焊点均表现出最高的焊点服役性能.地板横梁与地板纵梁的连接部分表现出最低的焊点服役性能.由此可知,应适当增加焊点的数量以保证结构的安全性.

多轴载荷下搅拌摩擦点焊接头的失效预测:一种失效经验模型

搅拌摩擦点焊(FSSW)作为一种固相焊接技术,是适用于汽车铝质车身关键构件连接的新型工艺,且接头在服役期间处于显著的多轴应力状态。本工作采用5052H32和6061T6两种汽车铝合金制备了多种连接工况下的常规FSSW焊接接头,通过多轴加载实验获取其在多角度准静态拉伸下的失效强度,进而提出了多轴载荷下依赖于合矢力的宏观破坏准则,并给出了基于幂函数形式的临界载荷力经验判据模型,所拟合的失效包络线和实测数据吻合良好,最大预测误差为11.8%;进一步讨论了不同车用连接工况对FSSW接头静态失效特性的影响。此经验模型可为工程应用提供可靠的预测,有益于该类接头的强度安全评价和有限连接单元建模。

AA6061-T6铝薄板无针搅拌摩擦点焊接头结构及性能分析

以车身覆盖件用1.5 mm厚AA6061-T6铝薄板为研究对象,采用Box-Behnken试验设计分析了不同焊接参数对无针搅拌摩擦点焊(PFSSW)接头力学性能及断裂模式的影响规律。通过响应面方法(RSM)对PFSSW接头的拉剪性能进行优化。结果表明:焊点的金相呈现“盆形”结构,当搅拌头转速为2950 r/min、下压量为0.6 mm和停留时间为7 s时,接头的最高拉剪失效载荷为6.41 kN。PFSSW焊点断口呈现3种断裂模式。其中,焊核拔出模式下接头的平均失效载荷最高(6.26 kN),界面分离断裂模式最低(4.89 kN),混合断裂模式居中(5.60 kN)。

搅拌摩擦点焊接头拉伸-剪切行为的等效建模

针对车身焊点最主要的拉伸-剪切载荷的仿真,提出了内聚力焊点模型(CZWM)的等效建模方法。通过单焊点接头的剪切和多角度拉伸对焊点的初始损伤和断裂能进行测定,建立接头的等效模型。该模型与单焊点接头的拉伸-剪切过程相吻合。同时,通过3种双焊点接头对CZWM的有效性进行了验证。结果表明:CZWM在拉伸-剪切失效载荷(TSFL)和失效位移(FD)的最大偏差分别为9.3%和7.1%;双焊点接头的焊点分布与外载荷方向平行时接头承载最强,垂直时承载最差,斜交居中。该模型为车身FSSW焊点力学行为的数值模拟提供了一种选择。