城轨工程曲线地段站前折返方案研究

城市轨道交通车站的两端多为曲线,受曲线控制,折返线距离站台较远导致折返能力较低,不能满足行车组织要求。为解决站前直线段长度不足以设置折返渡线的问题,提出一种结合站前区间线间距设置单渡线或交叉渡线进行折返的方案。通过对不同线路偏角、不同道岔型号、不同车辆编组的站前单渡线计算,结合单股道技术作业流程,站前单渡线折返能力可达13~20对/h;通过对不同道岔型号、不同车辆编组、不同车站区段线间距的站前交叉渡线线路计算,结合双股道技术作业流程,站前交叉渡线折返能力可以达到19~25对/h;对于直线电机地铁及其他采用短编组的中低运量系统,折返能力将进一步提高。

汽车前纵梁薄壁结构碰撞吸能特性及其优化的研究

阐述了汽车前纵梁薄壁结构碰撞吸能特性的研究方法和研究现状,总结了板厚、材料性能、截面形状、结构形态和连接方式等因素对其碰撞吸能特性的影响。探讨了前纵梁激光拼焊板各部位板厚的多目标优化设计,并给出设计算例。

基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计

结合静态和动态拓扑优化方法对汽车前纵梁进行耐撞性设计,通过静态拓扑优化方法分别获得前纵梁在轴向刚度最大和侧向刚度最大时的结构形式,通过动态拓扑优化方法获得前纵梁具有最大吸能时的结构形式。对拓扑优化结果进行分析,综合考虑前纵梁的轴向刚度、侧向刚度和吸能特性,最终确定前纵梁的最佳截面形式与诱导结构的尺寸和位置。优化前后前纵梁的吸能特性对比结果表明,拓扑优化使前纵梁的耐撞性能有一定的提高。

基于薄壁梁耐撞性理论的乘用车前纵梁轻量化设计

以某国产中级轿车车身前纵梁的轻量化为研究目标,在矩形薄壁梁压溃理论的基础上,推导了多直角截面薄壁梁平均压溃力表达式。根据整车65km/h正面全宽碰撞(FRB)波形目标分解得到的前纵梁子结构吸能和反力以及轻量化目标,采用多直角薄壁梁压溃理论和矩形薄壁梁弯曲理论指导了新纵梁的截面设计,结合有限元分析方法对厚度进行修正,完成了前纵梁结构的正向设计。新设计的前纵梁在使整车正面抗撞性指标不变的同时,自身质量减轻了20%。

汽车前纵梁的拼焊板轻量化设计研究

在已有车型基础上研究了利用拼焊板进行前纵梁改进的轻量化设计方法,达到了在满足强度和刚度条件基础上减轻汽车重量和改善碰撞性能的目的。通过CAE解析了汽车在自重工况下的前纵梁应力分布,确定了前纵梁的分块数目及焊缝布置,推导了由拼焊板替换的车身梁结构的强度、弯曲刚度和扭转刚度的约束方程,并以此计算拼焊板前纵梁的厚度。整车碰撞仿真证明,拼焊板设计后的前纵梁具有更好的耐撞性,并且达到了减重17.7%的效果。

钢铝混合汽车前纵梁的耐撞性优化方法比较

为了解决汽车前纵梁碰撞时峰值碰撞力和吸能量之间的矛盾,通过对前纵梁前端使用铝合金、后端使用高强度钢板,提出了一种钢铝混合前纵梁结构.以纵梁两端所用材料类型及厚度为组合变量,建立了该结构轻量化和耐撞性多目标优化问题的数学模型,并对多项式、Kriging和径向基函数(RBF)3种常用近似模型解决该特定问题的适用性进行了研究.结果表明,RBF更适合作为近似模型解决材料类型和板厚的组合优化问题,且优化后的前纵梁结构能在改善耐撞性的同时,显著提高轻量化水平.

基于正交设计的汽车前纵梁吸能结构的优化

为了增强某款SUV车的耐撞性,提出了一种带诱导槽的八边形结构、可逐级吸收碰撞能量的前纵梁,并建立了其准静态纵向压溃和台车碰撞两种有限元模型。在台车模型中考虑了台车质心位置和车轮模型的刚度、高速旋转与摩擦特性的影响;采用正交试验设计法对前纵梁的材料、壁厚和焊点位置进行了优化,并将优化结果用于底盘结构。底盘耐撞性试验结果表明,优化后结构具有较好的吸能能力。

小型客车车架前纵梁碰撞性能的模拟仿真

为了改进小型客车正碰撞性能,建立了小型客车车架前纵梁碰撞的有限元模型.利用ABAQUS软件中显示积分算法模块对小型客车做了正面碰撞刚性墙的碰撞仿真试验.得出了对所设计的前纵梁在不同截面形状、不同材料以及不同厚度等设计方案,在不同车速下前纵梁碰撞变形和吸能效果的仿真实验结果,最后从中选出好的设计方案.前纵梁碰撞性能模拟仿真试验表明,运用该软件模拟汽车零部件碰撞,优化设计方案是可行的.

基于Dynaform汽车前纵梁延伸件的数值模拟及优化

针对汽车汽车前纵梁延伸件,以板料成形非线性有限元分析软件eta/DYNAFORM为平台,对其冲压成形过程进行数值模拟,得到了成形工艺未优化前的成形极限图。根据模拟结果对拉延型面以及拉延筋进行改进、优化,最终消除成形过程中的缺陷。将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的拉延零件。

连续变截面板(TRB板)在汽车前纵梁中的应用及优化分析

汽车前纵梁结构设计不仅要满足整车布置和承载要求,还需满足耐撞性要求。为实现耐撞性和轻量化双重目标,在前纵梁结构中引入连续变截面板(TRB板),充分利用其材料特性,满足前纵梁结构的吸能与变形模式。分别对TRB板材和等厚板材结构件进行台车碰撞试验及有限元仿真分析;建立加速度和质量的多项式响应面模型,以最小加速度峰值为优化目标,对TRB板的薄壁梁尺寸参数进行优化设计。结果表明,相对于等厚板,TRB板材的薄壁梁结构变形量较小、加速度峰值较小,具有更好的耐撞性;优化后的薄壁梁质量减轻5.21%且加速度峰值减少1.63%,且响应面近似模型具有较好的预测精度。

低速碰撞时汽车前纵梁的数值仿真与优化设计

采用HyperMesh和LS-DYNA对薄壁直梁的正面撞击过程进行了数值仿真模拟,其分析的结果可以用于前纵梁的优化设计,有利于进一步改进车辆结构,使车辆由于碰撞事故所造成的损失降到最低.通过对不同截面的汽车前纵梁的碰撞过程的数值模拟,设计出最合理的前纵梁,为进行汽车碰撞的进一步研究提供一定的参考.

泡沫铝材料在微型汽车纵梁中的应用研究

微型汽车正面安全碰撞中纵梁的吸能指标是及其重要的,文中对填充泡沫铝前后的帽型截面梁进行仿真分析并通过动态落锤压溃试验,验证了泡沫铝填充有利于提升薄壁结构的吸能指标.利用台车试验,获取的台车车身加速度试验对比,结果表明,泡沫铝填充后的纵梁应用于微型汽车车身是可行的,并对其耐撞性具有明显的改善作用.

基于BB-MOPSO算法的微型车前纵梁优化

前纵梁作为汽车正面碰撞中主要的吸能和变形结构在汽车安全问题中具有重要研究意义。选取某微型车前纵梁结构为研究对象进行厚度优化设计。首先利用最优拉丁超立方的方法进行设计变量样本空间的设计,然后在已经建立好的整车模型中进行相关参数修改并进行仿真计算,并根据输出数据建立整车瞬时加速度及前纵梁比吸能的二阶响应面代理模型。应用多目标骨干粒子群(Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO)算法采用自编MATLAB代码得到了分布均匀的瞬时加速度以及前纵梁比吸能的Pareto前沿。该算法在车辆结构优化问题中的使用有效的避免了目前被广泛使用的NSGA-Ⅱ算法Pareto前沿分布均匀性差的不足。最终前纵梁比吸能提高了16.2%,整车正碰瞬时加速度减小了3.6%,前纵梁质量减轻6%,在提高了汽车安全性的同时保证了轻量化。

基于预变形控制理论的汽车前纵梁仿真设计

研究了汽车普通前纵直梁的变形方式和吸能特点,针对其在碰撞过程中加速度曲线的不足,依据预变形理论,对薄壁直梁进行了改进,并通过有限元软件验证了改进方案的合理性,该方案有利于乘员保护.

高密度结构泡沫对汽车前纵梁耐撞性的影响及应用

为降低偏置碰撞时乘员腿部伤害,研究了汽车前纵梁的耐撞性及其改进。对某车型几种不同前纵梁截面,进行了弯曲压溃和轴向压溃的有限元分析。作为改进,在前纵梁延伸段内填充了高密度结构泡沫,进行了偏置碰撞试验。结果表明:填充结构泡沫后,前纵梁延伸段的变形模式得到控制,并减少了碰撞对乘员舱的侵入;与普通纵梁相比,改进后的纵梁的弯曲性能(平均载荷、吸能、比吸能)和轴向传力能力,均提高近一倍;驾驶员假人右下小腿的胫骨指数由0.97降至0.38,且小腿胫骨压缩载荷也有明显降低。因此,该设计保持了乘员舱完整性,增强了整车耐撞性。

一种内嵌CFRP的汽车铝合金前纵梁吸能特性研究

提出一种内嵌碳纤维复合材料(CFRP)的汽车铝合金前纵梁结构,研究了内嵌CFRP对铝合金前纵梁吸能特性的影响。通过仿真验证内嵌CFRP可改善铝合金前纵梁吸能特性,并制备前纵梁试样进行轴向冲击试验,分析铝合金前纵梁压溃过程和吸能特性,并研究了斜向冲击下前纵梁吸能特性。结果表明:在轴向冲击下,内嵌CFRP可显著改善汽车铝合金前纵梁的吸能特性,比吸能和碰撞力效率最大分别提高32%和35%,加强CFRP层合板横向支撑和增加CFRP层合板厚度可提高前纵梁的比吸能;在斜向冲击下,提供良好横向支撑的CFRP内嵌方式可有效改善铝合金前纵梁压溃形式,与单一铝合金前纵梁相比,明显提升了斜向冲击的吸能效果。

考虑冲压成形历史的轿车前纵梁总成碰撞仿真

以轿车前纵梁总成为对象,将冲压成形引起的板料厚度减薄、残余应力和等效塑性应变映射到碰撞仿真模型中,详细分析这些因素对零件碰撞过程中能量吸收和碰撞力的影响规律,并从兼顾计算精度和计算效率的角度对影响仿真精度的主要因素进行了分析.结果表明:与忽略冲压成形历史的碰撞仿真结果相比,引入冲压成形历史的碰撞仿真所得内能增大,碰撞力峰值增大及峰值出现时间延后;厚度变化对零件的吸能特性影响显著,残余应力和塑性应变对碰撞力的影响显著.

汽车车身偏置碰撞抗撞性分析与结构改进

针对某乘用车在偏置碰撞形式下的安全性问题,对车身前部关键部件进行改进,实现汽车前舱刚度匹配,使整体结构合理变形。通过对仿真结果的分析并针对原车耐撞性能的不足,在车身纵梁前部设计导引槽式吸能结构,以改进前纵梁吸能变形模式;增加A柱加强件的厚度,以提高车架纵向刚度和乘员舱的强度。仿真结果表明:在整车质量仅增加2.24 kg的情况下,改进方案有效地提高了整车的耐撞性,整车的加速度峰值降低了6 g,乘员舱的变形量有所减小。

考虑冲压工艺的前纵梁前端结构碰撞模型的标定

采用自主开发的SuperSection软件建立了前纵梁前端结构的简化模型,并通过碰撞力标定模型确定薄壁梁的最优断面形状。以最大峰值碰撞力和平均碰撞力与对标值的残差最小为目标,以吸能和冲压工艺要求为约束,以断面节点坐标和薄板厚度为设计变量建立标定模型,采用遗传算法求解该标定模型。数值算例表明:随着迭代的进行,断面形状逐渐被改进,碰撞力曲线趋近于对标曲线,碰撞中吸收的能量增加且满足冲压工艺要求。

汽车前纵梁低速碰撞性能数值模拟研究

汽车低速碰撞过程涉及到一些亟待解决的技术问题。立足于乘员的安全保护,通过仿真得出汽车前纵梁的理想碰撞曲线,结合吸能特性的评价参数得出前纵梁的评价方法。同时应用台车碰撞试验研究前纵梁的低速碰撞过程,得出各种真实碰撞性能曲线,与仿真结果比较,分析了影响前纵梁建模的各个参数,通过数学解析解与试验结果相比较来保证建模的准确性。