基于MATLAB矢量化物质点法的车身防撞梁碰撞分析

基于MATLAB矢量化的物质点法(material point method,MPM)框架,分析车身前防撞梁的碰撞冲击问题。MPM在每一迭代步将物理参数在物质点和背景网格间相互映射,使用MATLAB矢量化框架可以使用户在快速入门的同时保证求解效率,其应力更新采用车身结构材料的弹塑性本构模型。前防撞梁碰撞冲击数值算例结果表明,MPM可以保证求解精度,同时矢量化技术可以大幅提高求解效率。

基于仿真和试验的轻卡驾驶室前保险杠疲劳性能研究

文章使用有限元分析和试验相结合的方法对某款轻卡驾驶室前保险杠的疲劳性能展开研究。首先,建立前保险杠的有限元模型,将强度计算结果和台架应力测试结果进行对比,校准了有限元模型,为疲劳性能分析奠定了基础;其次,进行疲劳仿真分析和疲劳试验,两者结果基本吻合,都指向原结构中存在应力集中,疲劳性能不能满足设计和使用要求;最后,对原前保险杠结构进行优化设计,去除应力集中区域,并对优化的结构进行疲劳性能仿真,相比原方案,优化方案的疲劳性能有了大幅的提升,最终优化方案顺利通过了台架试验和可靠性道路试验,并投放使用。仿真和试验相结合的方法为开展轻卡前保险杠的疲劳性能研究提供了非常有效的手段。

汽车保险杠塑料模具设计

为了防止汽车保险杠变形,对其结构进行了分析,其成型模具采用热流道浇注系统。对于产品两端向内翻边的结构,设计了“油缸+滑块”的脱模机构;对于产品侧面的4个小孔,为了消除产品上产生的滑块轮廓线,采用定模滑块机构脱模;为了降低动模型芯的高度,将产品的两端伸入到动模板中,在动模板中成型;根据定、动模的结构,设计了多种冷却水路;车灯装配位为一个封闭区域,空气不能通过排气槽排到模具以外,在定模板的车灯分型面位置开设排气孔,通过排气孔将空气排出;为了防止顶杆破坏产品,对于产品内表面起伏较大的位置,采用顶块结构;为了方便拆装顶杆,取消顶杆固定板,用螺栓将沿轴线方向顶杆固定在推板上。

汽车前保险杠引擎盖翻边区域内分型机构设计

针对某车型前保险杠,设计了一种注射模内分型机构,机构在模具开模过程中拉动前保险杠引擎盖翻边区域开模方向上的倒扣,以实现该区域的顺利脱模,并将塑件分型线隐藏在非外观面上,提高了塑件外观质量。

基于改款车型的前保横梁设计研究

当代社会大家对于汽车安全越来越重视,关于汽车的安全碰撞性能,也成为顾客购车时的重要参考依据。前保横梁为涉及整车安全的部件,在设计时要确保低速碰撞时,能充分吸收碰撞能量,保证前端各电器元件及主要零部件的功能正常。因此,文章总结低速碰撞的要求及特点,归纳前保横梁的设计关键要素。结合某车型开发案例,对前保横梁进行轻量化及安全的优化设计,也为后续车型的前保横梁设计提供参考。

某轻卡前保险杠开裂问题原因分析及优化

针对某轻卡前保险杠在耐久试验中出现的开裂问题,文章从结构模态、强度以及振动疲劳三方面进行原因分析。基于频域振动疲劳的基本原理及振动疲劳载荷定义方法,建立扭振疲劳仿真分析模型并识别失效原因,结果显示风险区域与实车一致。同时,针对风险位置完成结构优化并通过实车验证,说明分析方法的有效性,为解决轻卡底盘悬挂结构件类似问题提供参考。

一种应用于整车生产线前后保安装工位的检测设备

文章阐述一种应用于整车生产线前后保险杠安装工位的检测设备。该设备利用指示灯直接显示线束连接状态,并且可以根据车型配置灵活定制,具有成本低廉、使用方便、快速检测、实用性强和灵活定制等特点。通过在生产线上应用该设备,成功解决前后保险杠安装工位的返修问题,提高生产效率和产品品质。

复合材料前防撞梁变截面多工况多目标优化设计

本文中综合考虑汽车低速碰撞中的角度和对中两种碰撞工况,结合碳纤维/环氧树脂材料的特点,提出了一种变截面复合材料前防撞梁设计方法。首先,通过低速碰撞两种工况中前防撞梁的仿真计算发现,在等厚度的情况下,为满足侵入量的条件,对中碰撞时所要求的厚度远远大于角度碰撞时的要求,因此,根据对中碰撞时前防撞梁的受力和约束条件,为其提出了中间厚两端薄,即变截面的设计方案。然后,以最小化吸能盒截面力和前防撞梁质量为目标,许用侵入量为约束,两种截面厚度和加厚区域长度为设计变量,基于采集的试验点构建吸能盒截面力和前防撞梁质量的Kriging代理模型,利用NSGA-Ⅱ算法对其进行多目标优化。最终的结果表明,在满足性能要求的基础上变截面设计使复合材料前防撞梁的质量分布更为合理,在不增加质量的条件下,角度和对中两种低速碰撞工况中耐撞性能都得到提高。

22MnB5高强度钢板材的断裂失效准则研究

对22MnB5高强度钢板材进行动态拉伸试验,获得材料的弹塑性力学性能数据,使用Swift-Hockett-Sherby本构模型描述其应变硬化特性。完成22MnB5高强钢板材的剪切、准静态单向拉伸、动态拉伸、缺口拉伸和穿孔试验,获得板材在不同应力状态下的力学试验数据,基于有限元软件LS-DYNA中的Modified Mohr-Coulomb(MMC)断裂准则,完成22MnB5高强度钢板材的MMC断裂准则模型参数标定,建立22MnB5高强度钢板材的MMC断裂准则失效曲面。采用MMC断裂准则模型,进行前防撞梁的三点弯曲压溃试验,仿真和试验结果吻合较好,说明MMC断裂准则模型能够有效的预测22MnB5高强度钢在碰撞载荷作用下的断裂失效过程。

汽车前保险杠顺序注射模流分析与工艺优化

针对某汽车前保险杠注射成型工艺问题,采用Moldflow软件并结合气动控制顺序阀技术,模拟分析了注塑浇注系统与冷却系统,预测了气穴和熔接痕位置;实现了熔体从10个点浇口先后进行顺序填充型腔,锁模力要求大于1820 t,冷却水雷诺系数(Re)大于10000;在模拟优化的基础上进行了试模生产。结果表明,产品进浇平衡,外观品质好,生产效率得到明显提升。

车体前端造型及材料对于行人腿部伤害指标的影响

研究了车体前端造型、空间布置等参数以及前保险杠材料的选取对在行人—车辆碰撞时行人腿部伤害指标的影响。对于欧洲新车评价规程(Euro NCAP)工况下,行人保护小腿和大腿碰撞实验,采用有限元瞬态分析程序LS-DYNA,数值模拟分析了行人腿部的受力以及损伤机理。用计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)准静态加载曲线,与实验结果对比,验证模型正确性。考查不同泡沫材料对小腿胫骨加速度、弯曲角度和剪切位移的影响;考查不同的发动机罩前缘高度、保险杠前缘长度、发动机罩刚度和水箱上横梁x向位置等参数,对大腿轴向力和弯曲力矩的影响。结果表明:在EPP、PU和STRAND三种泡沫材料中,EPP材料的刚度特性更有利于行人小腿保护,当泡沫x向厚度、密度和z向安装高度发生变化时,胫骨加速度的变化趋势较复杂,没有明确规律;弯曲角度和剪切位移的变化趋势比较一致,呈现单调的变化趋势;大腿伤害值受发动机罩刚度影响较小,受其他因素影响较大。

基于CAE分析和熵值法的轿车前保险杠注塑工艺多响应优化

利用UG和Moldflow 2023,建立轿车前保险杠塑料模具的CAE分析模型,优化了阀浇口的打开时间,解决了产品上熔接线过多、过长的问题和应力痕问题。针对优化目标较多的情况,采用熵值法建立综合优化目标,通过正交试验分析出综合优化目标的合理取值,以及在综合优化目标合理取值下各个注塑工艺参数的合理取值。经过工艺参数改进,在不变更模具设计和模具制造的情况下,产品合格率得到了有效提高,从65.35%提高到85.87%。采用Moldflow 2023,在阀浇口功能、DOE功能、田口方法的帮助下结合数据分析软件Minitab,能够快速地解决针对多响应、有交互作用多因子的取值问题。该方法能有效解决多优化目标且因子有交互作用的注塑工艺参数选取问题,节约试模成本。

前防撞梁零件的热成形试制研究

针对某车型前防撞梁零件开发热成形模具,并进行热冲压成形试验,对成形后的零件进行激光扫描以及金相组织、显微硬度和力学性能检测。结果表明:所试制的零件形状符合设计要求,热成形后零件为马氏体组织,显微硬度在HV400以上,样件屈服强度在1 000 MPa以上,抗拉强度在1 400 MPa以上,断后延伸率在10%以上。

基于多工况的乘用车前防撞梁总成轻量化设计

对影响整车正面碰撞性能的重要部件前防撞梁总成中的前防撞横梁和吸能盒,进行轻量化设计。根据前防撞梁总成在整车碰撞中的变形过程、吸能特点以及各部件之间的截面力传递关系,将防撞梁总成从整车碰撞工况下解耦,建立了防撞梁总成独立评价条件;并基于独立评价条件,通过改变结构截面形状与材料,对前防撞梁总成进行轻量化设计,将轻量化方案与整车集成通过Ls-Dyna进行碰撞仿真与性能对比。结果表明:该轻量化方案使碰撞波形、侵入量与平均结构力得到优化,轻量化效果达到30%;因而,该前防撞梁总成轻量化设计方案是可行性的。

汽车前保险杠热流道精密注塑模设计

根据汽车前保险杠外形尺寸大、分型面复杂、侧边装配孔多、内部扣位多的结构特点和技术要求,设计了一套热流道成型的复杂抽芯注塑模具。通过采用侧向抽芯机构、斜顶脱模机构和导向定位机构,成功解决了多方向扣位脱模难的问题;采用“顶针板油缸+直顶杆(推块)+斜顶杆”组合脱模机构,成功解决了因推杆复位不良导致和滑块相撞问题;通过采用组合式的冷却水路结构和水冷温度控制系统,将注射周期缩短了15%;模具各机构先进合理,成型塑件尺寸精度达到了MT3的设计要求,通过了各项实验测试。

一种轿车前保险杠曲面设计与质量评价

针对某型轿车前保险杠曲面的结构特点,提出了一种基于CATIA V5的快速建模与曲面质量评价方法。该方法首先将前保险杠划分为主特征和附件特征,然后应用CATIA V5提供的多工作台混合建模功能,创建了轿车前保险杠的三维数字化模型,最后结合A级曲面的定义与评价标准,应用多种曲面质量分析方法对前保险杠曲面质量进行了评价。结果表明:该轿车前保险杠曲面达到了A级曲面的各项要求,进而可为后续的轿车前保险杠系列化与优化设计提供可靠的理论依据。

优化集成系统平台的建立及其应用研究

通过隐式参数化软件SFE CONCEPT进行参数化建模,利用多学科设计优化软件iSIGHT集成SFE CONCEPT、求解器LS-DYNA和数据处理器Matlab,建立优化集成系统平台,以实现产品开发过程优化的快速、自动化.以新开发车型前保险杠横梁为例,在保证碰撞安全性的前提下针对保险杠横梁的轻量化问题,对横梁空间形状、截面高度、宽度以及厚度进行优化.以质量最小为优化目标,碰撞压缩量与车体加速度峰值为约束条件,采用最优拉丁超立方试验设计和模拟退火算法,通过优化集成系统平台对模型进行40%偏置、刚性墙、刚性柱三类低速碰撞仿真分析,得到了满意的效果.

Moldflow技术在汽车前保险杠成型分析中的应用

以Moldflow作为分析平台,利用某汽车前保险杠现有模具的设置,分析了新型材料用于该保险杠成型的可行性,并对可能出现的质量问题进行了预测,同时也找出了制品成型问题产生的原因。通过与实际成型对比,验证了模拟分析结果的正确性。根据Moldflow分析结果进行现场试模调试,制品未出现质量问题,达到了利用现有设备成型制品的目的。

基于TRB结构的某SUV车保险杠耐撞性研究

以某款SUV车100%正面碰撞中的主要吸能部件保险杠为例,基于连续变截面薄板(TRB)技术,对保险杠结构进行设计优化,以期达到减少焊点、零件数量、生产工序,以及提高结构吸能能力的目的。研究结果表明:基于TRB技术设计的新型保险杠,刚度增加,在碰撞过程中吸收了更多的能量,降低了整车的变形和加速度峰值,整车的碰撞安全性能得到了改善。

轿车热冲压保险杠的柱类碰撞耐撞性

研究了汽车前保险杠与柱类物(如电线杆或大树的垂直硬物)耐碰撞性能。为降低保险杠的质量,某轿车采用了超高强度热冲压含硼钢。针对该类保险杠进行了落锤试验。用有限元模型进行了柱碰性能模拟,并分析了不同板厚的前保险杠耐撞性。选取了前保险杠的变形、受力及吸能3个参量作为柱碰过程的评判指标。结果表明:柱类碰撞时,对比原冷冲压保险杠,热冲保险杠的最大内侵量减小40 mm,最大承载力提高7 k N,最终吸能量提高0.1 k J。因而,热冲压保险杠具有更加优异的柱碰性能。