基于轻量化的热成形钢PHS2000侧碰性能分析

基于有限元方法,依据C-NCAP碰撞法规,利用热成形钢替换先进高强钢,对白车身侧碰工况进行数值模拟,依据白车身结构安全性能要求,建立侧面碰撞的有限元模型,并进行评价分析。为满足新车型轻量化需求,B柱加强板以热成形钢PHS2000替代传统先进高强钢,再进行侧面碰撞分析。结果表明:应用PHS2000的白车身的B柱头部、胸部、腹部、胯部等参考点的入侵量和入侵速度明显降低,大大提升了乘客安全性,同时B柱加强板轻量化19.99%,达到了新车型轻量化的目的。

白车身侧碰安全件性能分析及优化研究

当前,在汽车产业竞争愈加激烈、节能减排控制要求不断提高的背景下,在确保驾乘安全基础上实现车身轻量化设计目标,成为整车企业共同关心的问题。汽车交通事故发生时,侧碰现象造成的后果较正碰、后碰更加严重,因此在产品设计中,必须加强对侧碰安全件性能控制的重视。该文在阐述白车身侧碰安全性能分析方法的基础上,以B柱结构为例,分析白车身侧碰有限元分析与验证结果,提出白车身轻量化设计优化方案,基于优化性能对比验证方案可行性,以此促进白车身结构设计的优化。

ISOFIX侧碰强度改善研究

车祸中,车辆的碰撞有一部分来自侧面。目前研究儿童约束系统侧面碰撞的课题不多,深入研究如何提升儿童约束系统内部的ISOFIX连接装置强度,特别是儿童约束系统侧面撞击时ISOFIX的强度课题更少。结合ADAC侧面碰撞工况,通过采用计算机辅助工程(CAE)的仿真分析结合实际样品测试的方式,快速分析、改善和验证现有ISOFIX产品侧面受力强度的不足,最终发现通过合理布局铆钉数量和位置,可使ISOFIX连接装置侧碰强度大幅提升。

泡沫铝填充结构汽车车门防撞梁侧碰安全性仿真研究

采用Hyperworks和LS/DYNA有限元软件,研究了泡沫铝填充结构对汽车车门防撞梁的侧碰安全性。根据现有空管防撞梁结构设计了填充结构车门防撞梁,分别对泡沫铝填充结构的车门防撞梁和空管防撞梁的侧碰行为进行数值模拟,分析两种防撞梁的变形云图和侵入速度-时间曲线。研究结果表明,与空管防撞梁对比,泡沫铝填充结构防撞梁变形量小,具有更好的碰撞吸能性,在提高汽车安全性方面有良好的应用前景。

应变率效应对整车侧碰仿真的影响研究

为了研究应变率效应对整车侧碰仿真的影响,建立了某紧凑型轿车侧面碰撞有限元仿真模型,对侧碰分析影响较大的关键零部件进行了不考虑应变率效应和考虑应变率效应的侧碰仿真计算,在侧围变形、B柱加速度及侧碰性能指标——关键部位的侵入量与侵入速度等方面与实验结果进行了对比,表明材料的应变率效应对整车侧碰仿真有较大影响。

基于壳单元的侧碰移动可变形壁障研究

采用壳单元技术,参照蜂窝铝的真实窝孔结构,建立基于壳单元的侧碰移动可变形壁障(Moving deformable barrier,MDB)有限元模型;针对1∶1尺寸建模导致模型规模过大的问题,进行窝孔及单元尺寸等比例扩大,将单元规模缩减到原来的1/5;应用静态异面压缩仿真,对单元厚度与压缩强度进行参数化研究,合理匹配窝孔及单元尺寸扩大之后的单元厚度,确保模型缩放前后的静态压缩力学性能达到一致;针对动态试验压缩强度大于静态试验的现象,采用简易气囊模拟MDB窝孔中空气受压缩的率效应;结合侧碰试验中的蜂窝铝失效现象,设置铝箔的材料失效以及铝箔、前面板之间粘胶的材料失效;对所建立的壳单元MDB模型进行零部件级别与整车级别的试验验证,结果表明壳单元MDB模型具有很高的精度。

泡沫铝填充门槛横梁改善汽车侧碰安全性研究

汽车发生侧面碰撞时,主要通过车门结构件、门槛横梁、底板、B柱等结构件进行能量传递或自身的变形来吸收碰撞能。合理的侧面结构和新材料应用,是提高汽车侧碰安全的有效途径。基于泡沫铝材料在静压和冲击状态下的特性研究,将泡沫铝复合结构优化后填充到门槛横梁中,在不同速度下进行有限元模型碰撞仿真分析,对优化后车身与原车的侵入量和加速度峰值进行对比,研究泡沫铝复合结构在不同速度碰撞下改善汽车抵抗碰撞的效果。结果显示,泡沫铝复合结构在3种速度碰撞中均达到了较好的减少侵入量和降低加速度峰值的效果。

泡沫铝结构改善汽车侧碰安全性研究

优秀的吸能结构设计是提高汽车碰撞安全性的一种重要途径,泡沫铝材料具有高比吸能和轻质的特点,适合用作汽车吸能结构元件。对泡沫铝材料与薄壁铝管组成复合结构的各因素变化对吸能和汽车抗撞性的影响规律进了研究,报告了汽车侧面碰撞关键结构中对提高汽车安全性的影响关系以及轻量化作用。进行了实例车型侧碰关键结构的高速冲击碰撞实验,以及有限元模型仿真计算,验证了泡沫铝复合结构大大提高汽车安全性的效果,达到降低侧碰关键结构的最大加速度和减少驾驶仓侵入量的目的。

基于C-NCAP的类菱形概念车侧碰安全性研究

研究了类菱形概念车的特殊布置方式。根据中国新车评价规程(C-NCAP)侧碰试验的要求,在同一建模方法下建立了类菱形概念车与某常规轿车的侧面碰撞有限元模型,并对二者的侧向刚度及侧碰性能进行了分析与对比,结果表明类菱形概念车侧向刚度及侧碰性能均明显优于常规轿车。

垂直侧碰电动自行车下的小汽车超速辨识方法

为了更加方便准确地判定在垂直侧碰电动自行车事故中小汽车是否超速,以城市交叉口垂直侧碰事故为例,提出了一种垂直侧碰电动自行车下的小汽车超速辨识方法.以碰撞时刻为分界点,将碰撞事故按照时间顺序分为碰撞前和碰撞后2 个阶段,采用逆向还原事故发生的方法,结合拋距与碰撞速度的经验公式提出了小汽车碰撞速度模型,在测得制动痕迹长度的基础上利用动能定理构建了小汽车制动时刻速度模型.运用PC-Crash仿真,结果表明,小汽车制动时刻速度在34-38 km /h时,辨识误差为1.47% ;在42-70 k m /h 时,误差小于1.3%.通过比较可知,辨识精度相对GIDAS最多可提升15.94%,可精确地分析小汽车垂直侧碰电动自行车事故,并辨识小汽车有无超速,但仍需提高在34-38 k m /h 区间内的辨识精度.

基于侧碰仿真的纯电动客车骨架轻量化设计

针对某纯电动城市客车,提出了一种基于侧碰仿真和相对灵敏度分析的轻量化优化设计方法,在满足客车车身骨架结构和碰撞安全性能要求的前提下,有效降低客车车身骨架质量。根据侧碰仿真分析结果,对客车骨架进行分组,并提出了一种对侧面电池防撞梁加强的方法,且用相对灵敏度分析的方法确定出尺寸优化所需要的设计变量。考虑2种极限工况,对客车骨架尺寸优化前后静态、模态和侧碰仿真进行了对比分析。结果表明:在满足安全性能要求的前提下,实现客车骨架减重136.4 kg,减重率13.2%,轻量化效果明显。

三用工作船与平台桩柱侧碰时船体结构的动力响应分析

侧碰状态是三用工作船与海上平台桩柱碰撞中最危险的工况之一.文中采用结构有限元分析对侧碰状态下船体碰撞区的结构动力响应进行时域数值仿真,对侧碰过程中船体结构损伤变形的动态变化、碰撞能量的转换、造成船体结构破坏的主要原因、结构破坏特征与破坏形式、碰撞区不同结构抵抗撞击力所起的作用等进行观察,并对侧碰工况下船体结构碰撞损伤的力学机理进行研究.数值仿真结果表明:碰撞引起的船体结构损伤表现出一种明显的局部影响特征,结构的损伤主要发生在碰撞区内和附近区域,远离碰撞区域的构件受碰撞作用的影响很小;发生侧碰造成结构破坏时,撞击船运动动能主要转变成为以碰撞区舷侧结构的拉伸、弯曲、褶皱、结构破坏等为表现形式的舷侧结构内能,碰撞区平行结构组比垂向结构组承担了更多的碰撞载荷.

侧碰传感器安装位置动刚度分析与优化

动刚度分析是研究结构在动态激振力作用下性能表现的一个重要内容,传感器安装位置的动刚度对传感器信号采集有很大的影响。提出了一种用于侧碰传感器安装位置动刚度分析的方法,在Hypermesh中建立用于分析的有限元模型,利用分析软件Radioss计算求解。对计算结果曲线进行分析,优化传感器安装位置的结构,最终使传感器安装位置的动刚度值满足使用的要求。

汽车侧碰模型简化及其材料优化研究

根据整车侧碰模型建立了简化模型,通过B柱上、中、下部的变形速度和B柱的变形模式对比验证了简化模型的有效性。通过对简化模型的多因素正交优化设计,总结了侧面结构材料参数对侧碰性能的影响趋势,依次为:B柱材料、门槛件厚度、B柱加强件材料、门槛件材料、B柱加强件厚度,并将优组合方案应用于整车模型,仿真结果表明了材料优化方案的B柱变形速度趋势和原模型保持一致,假人胸部上肋骨峰值保持不变,中肋骨峰值得到了降低,下肋骨峰值有所升高,但在法规允许的范围内。

侧碰工况下差厚板B柱过渡区网格处理

B柱是汽车侧碰的重要安全件,差厚板B柱目前在汽车中的应用越来越广,其过渡区的数目、位置和长度影响侧碰性能。基于传统的过渡区网格处理技术,更改过渡区参数极为复杂。将B柱中部画成许多水平条状网格,通过赋予水平网格不同厚度,即可实现过渡区参数的修改,大大简化了前处理流程。文章以某白车身侧围主要结构件为模型建立侧碰工况,对比发现,两种方法B柱侧碰性能相近。基于改进方法,做了一系列过渡区不同参数的侧碰试验,并对各参数侧碰性能进行了对比分析。

基于响应面法的汽车侧碰安全性优化

为解决某轿车不满足侧面碰撞(侧碰)法规要求的问题,采用有限元模拟与实车碰撞相结合的方法研究其侧碰安全性能.首先在试验验证的基础上建立其侧碰仿真模型,并进行传力路径和假人胸部压缩量灵敏度的综合分析,筛选对侧碰安全性影响程度较大的零部件;其次采用拉丁超立方实验设计方法建立响应面近似模型,以关键部件的材料和厚度作为设计变量、以B柱入侵量等为约束条件、以假人胸部压缩量峰值和设计变量总质量为目标函数进行多目标优化;最后对优化方案进行了侧碰仿真分析,确定了不增加车重条件下轿车最优的材料及厚度匹配方案,并对该优化方案进行实车的侧碰试验以验证其合理性.研究结果表明:通过碰撞仿真分析及多目标优化方法,对车身关键零部件的材料及厚度进行优化匹配,达到控制车身重量并提高碰撞安全性的目的.

SUV车型侧碰分析及白车身下车体优化

文章探讨了车身设计中影响侧碰安全性能的关键因素并基于上汽某款按照C-NCAP五星安全要求设计的SUV开发经验,从能量传递路径、材料和结构3方面阐述了提高SUV车型侧碰安全性的车身下车体优化方法,为开展SUV车型的侧碰安全性研究及提高白车身侧面耐撞性能提供了参考。

汽车侧碰传感器安装点频响分析与试验

本文针对某轿车的侧面安全气囊有时产生误爆的现象,对其侧面碰撞传感器安装点附近的钢板结构进行了有限元分析,分别应用理论分析和试验得到了安装点的振动加速度频响曲线。经与侧碰传感器安装点动态特性的要求曲线对比,发现其安装点的频率响应在300~500 Hz区间的横向频响幅值超标。于是对侧碰传感器的安装位置进行了改进,提高了安装点钢板结构的刚度。再次对其进行频响分析和试验,其频响特性满足了要求。经道路试验,消除了侧面气囊误爆现象。本文对于研究和设计汽车安全气囊及其控制技术具有一定参考意义。

侧碰传感器安装点频率响应优化分析

系统介绍频率响应分析方法的基本理论,并通过MSC Nastran对侧碰传感器安装点进行频率响应分析,在初始设计结构不能满足要求的情况下,通过结构优化提高侧碰传感器局部安装点的模态频率,满足设计要求.该优化对结构动态特性的改进有重要指导意义.

门饰板侧碰安全性能分析及结构优化

介绍了门饰板子系统侧碰性能的物理试验方法和CAE计算模型,通过CAE计算结果与物理试验结果的对比,验证了该CAE计算模型是高仿真的。提出运用门饰板CAE侧碰计算模型指导门饰板结构优化的方法,通过反复进行CAE计算和结构优化,直至满足技术指标后再开产品模具并做物理试验验证,大大节省了设计开发周期和成本。以门饰板腹部区域、肩部区域、髋部区域的结构优化设计和门饰板侧碰区域的固定点结构弱化设计为例,验证了所提方法的可行性。