汽车涂层样本单颗粒冲击破坏仿真分析

研究汽车涂层在冲击载荷下的破坏现象,对于预测涂层抗石击性能以及指导涂层结构设计和优化具有重要意义。建立了汽车涂层样本单颗粒冲击破坏有限元模型,使用自主开发的显式有限元求解器模拟汽车涂层冲击破坏过程。涂层层内破坏、基底与涂层界面分离破坏模式的仿真结果与试验结果的良好一致性,验证了仿真分析方法的有效性,揭示了涂层在冲击载荷下的层内破坏与界面分离破坏的失效机理。

三维非线性轮胎的五刚特性仿真

忽略胎面花纹形状,利用Rebar单元模型模拟帘线-橡胶复合材料,建立175/65R14型子午线轮胎的三维有限元模型.考虑轮胎橡胶材料非线性、几何非线性、接触非线性等因素,运用非线性有限元分析软件ABAQUS,全面分析了接地轮胎在径向载荷、侧向载荷、纵向载荷、扭转力矩等作用下的变形情况,揭示了轮胎的五刚仿真特性.结果发现,径向、侧向、纵向和包覆刚度特性的仿真结果与试验结果基本一致,扭转刚度特性的趋势与试验结果趋势基本一致,但小于试验结果;总体而言,该仿真方法是有效的.

干燥路面上轮胎制动距离的FEM仿真

介绍了装有ABS系统汽车的轮胎制动性能仿真方法。把整个制动过程按速度离散为若干个均匀的子区间,用有限元法计算在每个子区间的离散速度下制动器摩擦热损失率和轮胎与地面间摩擦能量损失率,然后根据能量守恒定律求出每个子区间上的制动时间增量,最终求得整个制动时间和制动距离。其中ABS的作用通过控制轮胎的角速度使其始终保持最佳滑移率来实现。在此基础上,使用Abaqus软件对175/65/R14型子午线轮胎在干燥路面上的制动性能进行了仿真,结果与理论公式的计算结果接近,说明该仿真方法可行有效。

湿滑路面轮胎制动距离有限元仿真分析

对配有ABS系统的汽车在湿滑路面上的制动距离进行了仿真研究。基于有限元商业软件ABAQUS,采用制动过程离散分析方法,考虑ABS功能和路面积水与轮胎间的流固耦合作用,仿真研究了某纵向沟槽花纹子午线轮胎在10mm积水路面各离散速度下的制动情况。根据有限元仿真结果,使用相关分析方法,获得了该轮胎的制动时间和制动距离。对干、湿路面轮胎制动性能仿真结果进行了比较,验证了轮胎湿滑路面制动性能仿真评价方法的有效性。

铝合金车轮13°冲击试验仿真分析

为了减少铝合金车轮性能检测的试验次数以提高车轮的设计研发效率,建立铝合金车轮13°冲击试验的数值模型进行仿真试验非常必要。在充分考虑冲击试验台静态与动态效果的基础上,建立包括冲头、车轮总成和试验台架的铝合金车轮冲击试验有限元模型,其中试验台架上的橡胶支座采用弹簧—阻尼单元进行模拟,且将轮胎安装所产生的车轮预应力作为初始条件,使用非线性有限元动力分析软件LS-DYNA对铝合金车轮冲击过程进行仿真分析。通过对车轮上若干测量点应变值的有限元仿真结果与试验结果的比较,确认与铝合金车轮实际台架试验相等效的计算机模拟试验平台的有效性。该计算机模拟试验平台的建立对铝合金车轮的前期设计开发具有重要的指导意义及应用价值。

汽车玻璃的静力学特性和冲击破坏现象

应用试验和数值仿真方法对汽车玻璃的静态特性和破坏机理进行了研究。首先,使用有限元法对汽车玻璃梁受集中载荷下的静力响应进行分析。通过与一般叠层板理论的比较,揭示出汽车玻璃与一般叠层复合材料板完全不同的静力学弯曲特性。然后,设计了汽车玻璃梁冲击破坏试验,使用高速照相机并结合光弹试验装置,记录了冲击点附近的裂口发生和发展过程,并从应力波传播的角度,对试验结果进行了分析。最后,应用离散元法对这一冲击破坏过程进行模拟,通过考察冲击点附近的裂口发生和发展过程并与试验结果相比较,验证离散元法分析汽车玻璃冲击破坏现象的有效性。

行人保护分析用风挡玻璃的有限元模型

行人头部与风挡玻璃碰撞是人车事故导致行人受伤与死亡的主要原因之一,所以行人保护仿真分析中PVB夹层玻璃的有限元模型研究受到广泛关注.文中提出用一层壳单元模拟PVB两侧玻璃、PVB膜片使用六面体单元的风挡玻璃等效模型化方法,并采用LS_DYNA仿真分析刚性冲击子与风挡玻璃的冲击破坏过程.以刚性冲击子加速度与对应实验结果的一致性程度作为评价标准,和其他3种风挡玻璃建模方法进行比较,确认文中提出的建模方法可以更好地再现PVB夹层玻璃的冲击特性.

复杂花纹轮胎湿滑路面制动距离FEM仿真分析及评价

以205/55R16型子午线轮胎为研究对象,对配有ABS系统的汽车在湿滑路面上的制动距离进行了仿真研究。基于制动过程离散分析方法,使用有限元商业软件ABAQUS仿真研究了不同复杂胎面花纹及不同胎面材料轮胎在1.5mm深积水路面、各离散速度下的制动情况。然后根据各有限元仿真结果,使用相关分析方法,获得了轮胎的制动距离。仿真结果均与对应的试验结果趋势一致,证明了轮胎湿滑路面制动性能仿真评价方法的有效性。

基于正交试验设计的变速器啸叫特性优化

针对某款变速器3和4挡主减齿轮啸叫问题,首先进行变速器模型仿真,并通过齿轮接触斑点和壳体表面振动响应仿真与试验结果的对比,确认仿真模型的正确性。然后,在就各微观修形参数的变化对3和4挡主减齿轮对传递误差影响进行单因素分析的基础上,以传递误差加权平均值为评价指标,使用正交试验优化方法,得到传递误差最小结果的微观修形参数组合。优化结果大幅降低了3和4挡主减齿轮对的传递误差和啸叫噪声。

3-D轮胎模型滑水仿真分析

建立了基于Ls-dyna软件进行水滑评价的3-D轮胎有限元模型。通过仿真计算,模拟了楔形水膜逐渐被挤入轮胎花纹沟槽并沿花纹沟槽排出时的情形,得出了轮胎在干、湿路面上运行时轮胎与地面接触力与轮速之间的关系曲线,验证了水膜厚度与临界滑水速度的关系。研究结果对轮胎的设计和改进具有一定的指导意义。

基于DEM的两层结构夹层玻璃冲击破坏特性研究

使用自主开发的三维离散元方法(DEM)仿真分析软件,研究了普通夹层玻璃和两层结构夹层玻璃的冲击破坏特性。假定基本等厚的普通夹层玻璃板和两层结构夹层玻璃板均被四周固定,一高速刚性冲击子撞击普通夹层玻璃任一侧的中心和两层结构夹层玻璃两侧的中心。利用三维DEM分别对以上三种情况的冲击破坏过程进行数值模拟,获取各种情况下的冲击子最大冲击力和贯穿能。研究结果表明:作为汽车前挡玻璃,两层结构夹层玻璃比普通夹层玻璃具有更好的安全性。

轮胎制动性能FEM仿真分析和评价

基于制动过程离散化分析方法,考虑ABS的正常作用,分析了205/55/R16型子午线轮胎在不同胎面结构下的制动性能。使用有限元商用软件Abaqus,求得不同离散制动速度下轮胎接地区域节点与路面间的法向作用力和滑移率,获得制动器摩擦热损失率和轮胎摩擦能量损失率。然后依据汽车动能完全被制动器和轮胎摩擦能量损失所消耗的假设,计算每个速度子区间的制动时间增量,最终求得不同胎面结构轮胎的制动时间和制动距离。仿真分析结果与试验的良好吻合,验证了仿真方法的有效性。

铝合金车轮强度有限元分析研究

针对铝合金车轮动态弯曲疲劳问题,建立了车轮弯曲实验的静态有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的隐式计算方法,对铝合金车轮在弯矩作用下的应力分布进行了仿真分析。通过对四个典型状态下车轮主应力分布情况的仿真结果评价,确定了铝合金车轮上最易导致疲劳裂纹产生的高应力区域。该计算机模拟实验平台的建立对铝合金车轮的前期设计开发具有重要的指导意义。

汽车儿童安全座椅碰撞性能的仿真研究

根据欧洲儿童乘员约束系统法规(ECE\R129)要求,利用相关软件建立包括台车座椅、儿童座椅、儿童假人及安全带在内的碰撞有限元模型.参照正面和后面碰撞实验工况,应用Ls-dyna实施碰撞仿真分析,结果显示,碰撞过程中假人的运动形态、头部和胸部加速度与实验结果的一致性,说明该碰撞过程仿真分析方法是有效的.最后,以侧面钢板替代侧面车门建立侧面碰撞有限元模型,仿真分析了儿童安全座椅的侧面碰撞性能,发现侧面碰撞时假人的头部和胸部加速度峰值均大于前、后碰撞的仿真值,说明了汽车儿童约束系统侧面碰撞法规制定和实施的必要性.

子午线轮胎的动态特性仿真分析与评价

鉴于有限元分析方法具有仿真精度高、可以获得滚动过程中接触应力变化和内部应力变化的优点,文中采用有限元隐式分析和显式分析相结合的方法来研究轮胎的动态特性。以215/60R16型号子午线轮胎为研究对象,建立了三维轮胎的有限元仿真模型,在转鼓试验机上进行冲击速度和冲击角度分别为10 km/h和90°、60 km/h和45°的两组凸块冲击试验,获得轮轴中心垂向力、纵向力和侧向力响应。结果表明,仿真结果与试验结果吻合良好,验证了利用有限元分析方法预测轮胎动态特性的有效性。

夹层玻璃的冲击破坏仿真分析研究

在一特种夹层玻璃铝弹撞击实验的基础上,建立了夹层玻璃及其相关部件的有限元模型,应用非线性有限元软件LS-DYNA,对整个铝弹撞击过程进行了数值模拟。使用相邻单元节点固结和破坏评价方法,再现了冲击破坏过程中玻璃碎片的飞散现象;从夹层玻璃破坏过程和PET材料的变形状况来看,获得了与实验基本一致的仿真结果。

变速工况下某变速器壳体的动态响应分析

基于多体系统动力学理论,综合考虑齿轮副时变啮合刚度、齿侧间隙、轴承刚度及阻尼、转速连续变化的影响,建立了变速器传动系统动力学模型,计算得到齿轮动态啮合力和壳体各轴承座处的动态支反力.然后对变速器壳体柔性化处理,获得变速器壳体固有频率及振型.最后以各轴承座处的动态支反力为激励,采用模态叠加法计算壳体结构的动态响应,获得了壳体表面的振动信息.仿真结果表明:在扭矩一定时,变速器壳体表面振动加速度幅值随转速升高呈增大趋势,与实验台架实测结果吻合良好,并且误差在10%以内.

基于虚拟样机技术的手动变速器换挡力分析

采用Pro/E和ADAMS联合建模方式,在实现同步器动力学模型完整功能的基础上,建立了手动变速器换挡过程的动力学模型。使用ADAMS对换挡过程各阶段进行仿真分析,得到了换挡力和换挡位移的关系。通过分析换挡力,对手动变速器换挡难易程度做出评价,为变速器设计提供依据。仿真结果和实验结果有较好的一致性,说明仿真研究方法可行。

低阻力汽车外流场的数值模拟及其误差分析

通过模拟结果与试验数据的对比,考察网格和湍流模型对计算精度的影响。结果表明,对不同的湍流模型,须将y+值、边界层网格总厚度和宽高比控制在相应的范围内以获得更高的计算精度;在一定范围内计算误差会随着湍流区域网格的细化而减小;低雷诺数总括壁面函数和SST k-ω湍流模型相结合能获得比采用Standard k-ε模型更精确的计算结果。

双离合器自动变速器油轨的流场模拟及其润滑效果评价

运用ANSYS Fluent对双离合器自动变速器的油轨进行了相关研究。对油轨单体进行CFD模拟,并以各出口的质量流量为评价指标,获得了与试验结果基本一致的仿真分析结果。在此基础上,分析了油温变化对各出口质量流量分布的影响。最后,建立了包含油轨的变速器CFD模型,仿真分析了油轨在变速器内部复杂油气两相流下的喷油状况及飞溅油液对油轨喷出油柱的影响,验证了油轨喷油润滑系统设计的合理性。