基于正面力传递路径的轿车车身结构耐撞性

为了提高整车安全性,研究了某轿车车身结构耐撞性。分析了整车正面碰撞过程中碰撞力传递路径,利用HyperWorks软件,建立整车有限元模型,对车身结构关键零件(前纵梁、保险杠横梁和冲撞盒)进行改进设计。利用LS-DYNA软件,根据中国新车评价规程(CNCAP)碰撞安全法规,进行了100%刚性壁(RGB)正面碰撞和40%偏置可变形壁障(ODB)偏置碰撞的数值仿真。结果表明:车身结构改进后,两种碰撞的前围板侵入量明显降低;两侧B柱加速度均减少;碰撞吸能增加(对100%RGB,增加9.8kJ;对40%ODB,增加3.3kJ)。

浅析丰田P710 E-CVT型混合动力变速器动力传递路径

丰田第二代混合动力系统(THS-Ⅱ),机械构造之精妙,控制策略之严谨,可谓独步全球,其核心竞争力就在于动力分配行星齿轮机构——Power Split Device(PSD)。从字面上简单理解,该机构就是将发动机的动力重新进行了分配,但从严格意义上来阐述,这套机构的精髓就是将发动机的输出功率进行分流。

基于离散-连续耦合方法的隧道压力拱特性研究

隧道压力拱问题一直是隧道工程研究的关键问题,目前常用的连续介质数值模拟方法对于隧道压力拱特性的微观研究有所欠缺,而擅长微观力学研究的离散元数值模拟方法对计算机存储空间和计算时间的要求太高。基于现有离散-连续耦合思路,通过力的传递实现离散-连续模型的耦合;研究了耦合算法中的平均应力计算方法、平均应力计算区域面积及耦合程序遍历颗粒方法;基于自行开发优化的离散-连续耦合程序,模拟了隧道开挖后的围岩受力特性,研究了隧道压力拱形成机理及压力拱特性;计算了埋深分别为10 m,14 m,18 m,22 m,26 m,30 m和34 m情况下的隧道开挖产生的压力拱应力集中等效区域,揭示了隧道压力拱随着隧道埋深的变化规律。研究结果表明,自行开发优化的离散-连续耦合程序能在保证计算精度的前提下,充分发挥离散元方法在微观力学研究方面的优势;隧道开挖后,开挖面周边范围出现层状压力环,但在拱顶和仰拱底附近区域的围岩压力环的环间接触力降低,围岩承载能力急剧降低,形成压力拱;随着隧道埋深的增加,隧道压力拱应力集中等效区域减小,隧道周边围岩的压力拱承载能力越来越大;但当隧道埋深达到一定界限后,隧道压力拱高度趋于稳定。

基于计算机参数反求的汽车轮胎有限元建模与仿真

以型号165R 14LT的轮胎为例,针对多层复合结构的轮胎,进行了整车40%偏置碰撞的有限元(FE)模型仿真。该模型考虑了轮胎是碰撞力传递路径,用FE单元模拟了轮胎的胎面胶体、胎侧胶体、三角胶、帘布层、帘线等关键结构;选取轮胎钢丝帘线直径,胎体的纤维帘线的横截面积、弹性模量、预紧力等4个建模参数作为反求对象;用计算机反求方法,寻求轮胎模型最佳参数。用该模型模拟了轮胎径向落锤冲击试验。结果表明:在整车40%偏置碰撞条件下,对左侧B柱根部加速度曲线的仿真与试验的拟合精度提高了7.3%;验证了该轮胎有限元模型可提高整车碰撞仿真精度。

轻型校车A柱正面耐撞性仿真分析及优化

针对某轻型校车正面碰撞过程中前门变形超标的问题,通过使用Hypermesh和LS-DYNA软件进行整车建模和仿真,分析发现原车前端存在力传递路径不合理的问题,并据此对车身进行结构优化。结果验证显示,优化后校车A柱后移量明显减少,证明该方法可有效地提高轻型校车的耐撞性,对于同类车型的A柱耐撞性设计有较强的工程意义。

基于变密度法的大型天线系统支撑结构优化设计

大型天线支撑结构的合理设计对满足系统刚强度、轴系精度具有十分重要的意义。基于变密度法的拓扑优化方法根据约束条件和目标函数确定结构内材料最优分布,是合理进行支撑结构内部加强筋设计的一种行之有效方法。推导了以位移为约束,结构质量为优化目标变密度拓扑优化模型;针对某大型天线系统的支撑结构原设计方案中质量较大、结构内加强筋设计不合理出现局部应力集中等问题,设计该结构的三维拓扑优化域,运用该模型以天线系统允许的最小变形为约束条件,以质量最轻为目标进行三维支撑结构的拓扑优化设计,结合载荷传递路径,提出大型天线系统支撑结构内部加强筋设计方案,并采用尺寸优化方法对支撑结构外表面的上支架、底座等位置的板筋厚度进行优化,确定了支撑结构的最终优化方案。经验证,该结构在原方案的基础上减重12.5%,且有效地改善了力传递特性,消除了应力集中现象。