纯电动客车尾部碰撞安全防护结构设计

纯电动客车尾部布置有动力电池、整车控制器、高压配电盒等高压零部件,在遭受卡车、公交车等大型车辆追尾碰撞时容易产生短路、漏电,甚至电池起火。为了提升和评估纯电动客车尾部结构防护效果,文章采用卡车以100%和30%重叠率追尾电动客车的仿真方法分析了客车尾部结构变形,并设计了吸能结构、碰撞传力结构改善电动客车尾部碰撞安全性。从仿真分析结果来看,客车尾部结构的变形量显著减小,纯电动客车尾部动力电池、高压配电盒等高压零部件被挤压损坏的风险降低。

车与车正面碰撞安全性仿真研究

以某中型乘用车有限元模型为基础,分别建立质量减轻25%、刚度增加25%和同时减轻质量和增加刚度的3种变型车模型,连同基础车,共有4辆目标车模型,分别与中型乘用车、SUV和小型乘用车进行正面100%和50%重叠率的碰撞仿真,以研究乘用车质量减轻和刚度增加对其碰撞加速度和驾驶员损伤的影响。结果表明,在车与车100%和50%重叠正面碰撞中,乘用车质量减轻和刚度增加使其自身碰撞加速度明显升高;质量减轻后的目标车驾驶员头部HIC36、胸部最大加速度值和大腿力最大值增大;刚度增加后的目标车在100%重叠正面碰撞中驾驶员损伤加重,而在50%重叠正面碰撞中驾驶员头部和大腿损伤减轻。

可伸缩式汽车碰撞缓冲吸能装置的试验与仿真研究

介绍了可伸缩式汽车碰撞缓冲吸能装置的工作原理。针对某量产车型的前部结构设计制造了该碰撞缓冲吸能装置的样件,完成了样车的结构和控制系统的改装。建立了吸能装置的有限元模型,研究了其在正面碰撞时的响应特性。同时,采用台车碰撞试验的方法,研究了该装置在伸出及缩回状态下的高低速碰撞性能。仿真和试验研究结果表明,该碰撞缓冲吸能装置在伸出状态下能有效增加车辆的碰撞缓冲吸能空间,从而改善碰撞吸能过程,更好地保护车内乘员。在缩回状态下,该装置不会对原车型造成不利影响。

八边形逐级吸能梁的设计与优化

研究了一种八边形截面逐级吸能梁结构的设计与优化方法.建立了八边形逐级吸能梁的有限元模型,通过台车试验验证了模型的有效性.采用均匀试验设计方法制订并进行了一系列不同壁厚的八边形逐级吸能梁碰撞仿真,利用仿真结果建立八边形逐级吸能梁的耐撞性回归方程,并进行了回归分析.利用遗传算法,以八边形逐级吸能梁壁厚为变量,对该吸能梁耐撞性进行多目标优化设计,获得一组耐撞性较好的八边形逐级吸能梁设计方案,并将优化方案用于车架耐撞性改进.仿真及试验结果表明,该八边形逐级吸能结构变形吸能均匀,能够更好地达到碰撞安全性要求.

可复现正面碰撞三向加速度台车的开发

针对一般台车碰撞试验只能复现实车碰撞中的X向加速度的问题,开发了一种新型正面碰撞台车。该台车可以安装各种试验车型的车身结构,并将轴距和轮距调整到与实车一致。通过改变台车前部的吸能结构布置形式,可以复现不同的碰撞加速度波形。建立了台车碰撞仿真模型,并进行有限元分析,以模拟实车正面刚性壁障碰撞和40%偏置碰撞试验工况,研究了台车质心高度、前部吸能结构参数与布置形式和刚性壁障形式对X,Y和Z三向加速度的影响。仿真结果表明,该台车可以较好地复现实车碰撞X,Y和Z 3个方向的加速度和整车动态特性。利用试制完成的台车进行了正面刚性壁障碰撞试验,结果显示台车碰撞加速度和运动状态与实车基本吻合。

Q6儿童假人头部有限元模型的建立及验证

运用逆向工程方法获得Q6儿童假人头部几何模型并对其进行合理的网格划分,保证该模型具有良好细节和较高精度,同时赋予合理的材料模型。以真实假人头部标定试验结果为基准,采用基于纵坐标的曲线匹配法,对该头部有限元模型头部皮肤材料模型参数进行正面和侧面标定试验两种工况的多目标优化,通过空间缩减序列的响应面法经多次迭代获得优化结果,作为头部皮肤的材料参数。仿真结果显示该有限元模型较好地满足了Q6儿童假人头部标定要求。

全承载客车正面碰撞吸能器设计与验证

为开发大型全承载客车碰撞吸能器,通过整车正面碰撞有限元仿真分析,确定了吸能器合理的吸能量和压溃力,以压溃力为目标进行吸能器结构参数设计。采用铝合金和DP600钢试制了吸能器样件,通过静态压溃试验对比不同吸能器的压溃力和变形模式,并通过台车碰撞和整车碰撞试验验证吸能器性能。结果表明,铝合金吸能器的压溃变形模式稳定,材料没有撕裂现象,在正面碰撞、偏置碰撞、斜角碰撞等多种碰撞工况下都能产生良好变形,满足整车碰撞安全性的要求。

Q6儿童假人颈部有限元模型的建立与验证

运用逆向工程方法获得Q6儿童假人颈部几何模型并对其进行合理的网格划分,得到具有良好细节和较高精度的颈部有限元模型.通过参数敏感性分析,确定该颈部模型需要优化的材料参数,以真实假人颈部标定试验结果为基准,采用曲线匹配算法对相关材料参数进行正向和侧向标定试验,在2种工况下,对Q6儿童假人头部角度和力矩进行多目标优化,通过空间缩减序列的响应面优化方法经多次迭代得到优化结果.仿真结果表明,该有限元模型较好地满足了Q6儿童假人颈部的标定要求.

正面碰撞事故中大客车乘员损伤影响因素分析

为研究乘客在大客车正面碰撞事故中的损伤机理,建立某全承载大客车有限元模型,并通过试验验证有限元模型的仿真精度。基于验证模型对不同碰撞速度条件下大客车车身结构力学响应、生存空间、座椅固定件强度、乘员运动响应和损伤等进行综合分析及评价。结果表明:高速碰撞条件下,驾驶员生存空间容易被侵入,座椅固定件强度存在失效的风险;乘员头部、颈部和胸部的损伤值受碰撞速度、安全带类型和乘员位置影响较大;三点式安全带保护效果明显优于两点式安全带。

泡沫铝填充薄壁梁耐撞性研究

本文建立了Deshpande和Fleck泡沫铝有限元模型,并利用该模型建立了泡沫铝填充薄壁梁模型。对不同密度的泡沫铝填充薄壁梁吸能能力、变形模式和平均碰撞力进行详细分析;同时,也对正四边形、正六边形和正八边形截面的泡沫铝填充薄壁梁的耐撞性进行了对比研究。

基于耦合动力学控制的新能源客车电控底盘关键技术研发与产业化

智能化、电动化、低碳化已成为全球汽车产业的重要发展趋势,新能源客车作为公共交通的重要载体,总体占比不断攀升、运营场景逐步拓展,现已成为实现我国"碳达峰碳中和"战略目标的重要支撑.随着产业不断优化升级,市场对新能源客车的安全性、舒适性提出了更高的要求.电控底盘作为承载整车安全性、操纵稳定性、平顺性和经济性等关键属性的重要载体,亟需突破横向控制、纵向控制、垂向控制核心技术.