台车碰撞试验用机械缓冲吸能装置研究

本文介绍了一种用于台车碰撞试验的机械缓冲吸能装置。通过计算机仿真与试验研究,证明该装置可以满足台车碰撞试验要求。

新型台车碰撞缓冲吸能装置研究

提出了一种以减振器为吸能元件的纵向碰撞、垂直吸能的新型机械缓冲吸能装置，介绍了其基本结构和工作原理。采用有限元方法建立了吸能装置的计算机仿真模型，对吸能装置的工作性能进行了计算机仿真。结果表明，通过调节减振器的高度、间距、数量等不同的初始条件，该吸能装置能够在台车碰撞实验中复现出多种波形特征的车身减速度曲线，满足汽车安全部件的试验要求。

可复现正面碰撞三向加速度台车的开发

针对一般台车碰撞试验只能复现实车碰撞中的X向加速度的问题,开发了一种新型正面碰撞台车。该台车可以安装各种试验车型的车身结构,并将轴距和轮距调整到与实车一致。通过改变台车前部的吸能结构布置形式,可以复现不同的碰撞加速度波形。建立了台车碰撞仿真模型,并进行有限元分析,以模拟实车正面刚性壁障碰撞和40%偏置碰撞试验工况,研究了台车质心高度、前部吸能结构参数与布置形式和刚性壁障形式对X,Y和Z三向加速度的影响。仿真结果表明,该台车可以较好地复现实车碰撞X,Y和Z 3个方向的加速度和整车动态特性。利用试制完成的台车进行了正面刚性壁障碰撞试验,结果显示台车碰撞加速度和运动状态与实车基本吻合。

基于台车后碰撞试验与模拟的铝合金座椅骨架的设计(英文)

为满足节能与环保的需要,汽车轻量化是一个重要解决方案。该文探讨应用镁合金代替钢作为座椅骨架的可行性,以便改善其强度,并保持其低密度和较高吸振能力。进行原型座椅的台车后碰撞实验和 LS-DYNA 的有限元仿真计算,应用Taguchi 方法进行三水平正交数值试验,进行了应力分布、加速度等参数的敏感性分析。通过仿真计算与灵敏度分析,得到了影响应力水平的主要设计变量;得到了一款最佳化的镁合金座椅骨架结构设计。结果表明:与常规钢座椅骨架相比较,使用该方法的质量节省可达40 %。

汽车模拟碰撞吸能器的仿真分析及试验

介绍了自行设计的汽车模拟碰撞吸能器的特点及原理,利用LS-DYNA有限元分析软件对吸能器的波形复现原理进行了仿真分析.利用销柱间钢筋预变形产生阻尼力,改变钢筋的属性并调节钢筋的类型、数量、长度和位置,改变钢筋预变形量,复现出不同车重、不同碰撞车速所期望的减速度波形.通过仿真分析,对汽车碰撞模拟吸能器进行了改进:减小钢筋直径;钢筋预变形量做成可调式,根据需要调节预变形量.在达到同等阻尼效果时通过增加钢筋根数,提高了系统的微调能力和模拟波形的精度.仿真与试验结果的比较表明:汽车模拟碰撞吸能器仿真模型复现的波形和吸能器碰撞的试验波形吻合较好,验证了吸能器仿真模型的正确性,为吸能器的优化提供了依据,缩短了调试时间,提高了波形复现的精度.

减速台车波形发生器的曲线复现及应用

在台车碰撞试验中,波形复现问题是台车试验能否顺利完成的重要条件之一,本文主要介绍钢筋阻尼式波形发生器的曲线复现方法和如何确定钢筋摆放位置及模式,以具体的实车碰撞试验波形复现为例进行研究,并通过积累总结出了不同台车试验复现波形所需的钢筋摆放位置及模式,能够大大地减少了试验调试次数,降低了试验成本,提高了工作效率,从而为台车试验能够顺利完成提供了有力保障。

台车干扰加速度下的ACNS触发算法可靠性研究

根据台车碰撞试验系统建立有限元仿真模型,通过试验验证仿真模型的可靠性。对干扰加速度进行正态检验,验证其服从正态分布。通过统计干扰加速度引起触发算法误触发、漏触发的次数,分析触发算法的可靠性和参数敏感性。通过ACNS终端试验对分析结果进行验证,结果表明:干扰加速度会降低触发算法的可靠性;干扰加速度期望为负时,算法易出现误触发;期望为正时,易引起漏触发;标准差对算法漏触发影响较小,只在较大时易引起误触发。

汽车模拟碰撞吸能器的仿真分析

介绍一种新型汽车模拟碰撞用液气缓冲吸能器。应用小孔节流理论,建立液气缓冲器的力学模型,同时对各主要参数对缓冲器吸能特性的影响进行讨论。结果表明:经过参数优化后,该液气缓冲器能够复现不同碰撞车速下的加速度波形要求,可广泛用于汽车安全部件的设计开发和试验验证。

高速列车车体前端吸能结构的碰撞仿真与试验

专用吸能装置的设计是高速动车组车辆安全防撞系统的核心。本文依据DIN EN15227中规定的C-I类车辆碰撞要求,开发研制了国产标准动车组端部专用吸能装置,并对其进行碰撞仿真分析和台车碰撞试验。仿真分析与撞击试验结果基本吻合,结果表明:该专用吸能装置的压缩变形稳定且有序可控,撞击平台力为2 000 kN左右,主吸能元件压缩变形率最小可达70%,可耗散冲击动能1.85 MJ,其吸能特性满足设计需求。

汽车碰撞试验专利分析

随着人民生活水平的提高,汽车渐渐进入每个家庭的生活中,每年的交通事故也相应增加,有关汽车安全领域的研究越来越多,而汽车碰撞试验是研究被动安全的主要手段。本文从专利角度剖析了汽车碰撞试验的发展脉络,主要包括实车碰撞、台车碰撞以及基于计算机的模拟碰撞试验。

道路抗撞结构立柱动态冲击试验用新型台车的私人订制

为设计出一种适用于道路抗撞结构(即护栏)立柱动态冲击试验的新型台车,文中以《National Cooperative Highway Research Program Report 350》和《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)为新型台车设计参考依据,并基于有限元数值分析法将《德国2020高技术战略》中私人订制设计理念融入新型台车设计,即参考汽车理论和汽车设计,在新型台车质心前后对称地设计配重盒并通过添加配重块的方式实现了台车的私人订制,使其质量可在1.1~1.8 t范围内变化。分别建立了新型台车-立柱和传统台车-立柱有限元动态冲击模型进行对比分析及新型台车极限工况分析,得出:传统台车质量固定,不能很好地完成抗撞结构不同立柱的动态冲击试验,试验时加速度较大,且试验局限性较大;新型台车在试验时具有加速度小、使用灵活方便、节约成本等优点。此外,新型台车可实现对法规中所有立柱动态冲击试验的全覆盖,还能用于防撞垫、护栏端头等抗撞结构的100 km/h正面碰撞试验,具有良好的耐撞性和适用性,适合在抗撞结构立柱动态冲击试验中推广使用。

多种截面形状薄壁管轴向冲击吸能特性对比研究及优化设计

利用经过台车碰撞试验验证的铝合金薄壁管材料参数对比研究了方形、六边形、八边形和圆形的多种不同截面形状薄壁管在轴向动态冲击下的吸能特性。结合多目标优化算法对吸能特性较好的八边形多胞管进行了参数优化,并提出了一种新的优化设计方案。该方案将多胞管外管、肋板和内管的厚度分别作为优化设计变量,通过与将多胞管取统一厚度作为设计变量的传统方案进行对比发现,采用该方案对八边形多胞管进行优化后明显提高了其在相同压缩力峰值下的能量吸收效率。

基于比功率的车辆事故自动呼救系统触发算法研究

在车辆事故自动呼救系统触发算法设计过程中,需要进行大量实车或台车碰撞试验以确定触发阈值。通过建立正面碰撞台车试验系统的有限元模型,模拟不同速度下碰撞加速度曲线,并在此基础上比较各种触发算法对碰撞强度的识别能力,确定使用比功率来识别不同强度碰撞以采取相应呼救方案。最后,通过台车碰撞试验和实车道路制动试验验证基于比功率的车辆事故自动呼救系统触发算法的可靠性。

6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为

针对6XXX铝合金防撞梁总成,采用准静态拉伸实验、200 s-1动态拉伸实验获得材料的应力-应变曲线,通过数值模拟得到6063-T6和6082-T6合金材料的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数,对6XXX铝合金防撞梁总成的三点静压和13 km·h-1台车碰撞进行数值模拟和实验验证。结果表明:应变速率变化范围为0.001~200 s-1时,6063-T6合金应变率敏感性不明显,6082-T6合金表现出明显的应变率敏感性;基于拉伸试验和数值模拟得到的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数能较精确地表征铝合金的塑性行为;三点静压的支反力-位移曲线和低速碰撞的加速度-时间曲线以及变形行为与仿真预测结果吻合度较高,该方法能够准确地预测6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为。

高级车辆事故自动呼救系统阈值对驾驶员伤情预测的影响

为提高高级车辆事故自动呼救(AACN)系统的抗干扰性和事故信息的准确性,对AACN系统的门槛阈值设定进行了研究。首先,选取统计的交通事故数据进行影响因素分析,得到速度变化量对驾驶员伤情的影响较大的结论,同时建立驾驶员伤情预测模型;然后,对台车碰撞加速度数据进行处理得到不同门槛阈值下的速度变化量,分析其对驾驶员伤情预测的影响;最后,提出考虑伤情等级补偿的AACN系统触发算法。结果表明:AACN系统门槛阈值影响对驾驶员伤情的预测,通过补偿算法,可以有效提高AACN系统伤情等级预测的准确性。

儿童约束系统误使用安全性试验研究

儿童约束系统误(CRS)使用是一个普遍存在的问题,而儿童约束系统只有在正确使用的情况下才能充分发挥其保护作用。对儿童约束系统的误使用情况,本文报告了在北京地区对儿童家长进行的问卷调研。中国儿童安全座椅误用率在70%以上,儿童安全座椅使用者对于误使用概念模糊且意识薄弱。基于这些调研数据以及国外误使用研究数据,针对8种常见的儿童安全座椅误用模式,进行了台车碰撞模拟试验研究。试验结果表明:儿童座椅的误使用对儿童安全性的影响显著,其中儿童肩带在儿童腋下的误使用模式,是对安全性影响最大的误使用模式,它可导致HIC15(15 ms间隔的头部伤害指标)增加500%。

6061T6铝合金前防撞梁的开发与应用

以速达公司某款车型钢制前防撞梁为基础,用铝合金6061经T6处理的材料代替钢制材料,对其结构进行了优化,开发了一款铝合金前防撞梁。通过有限元分析方法,模拟分析了铝合金前防撞梁和钢制前防撞梁的静态强度、刚度、模态及碰撞性能。结果表明:铝合金前防撞梁的静强度满足设计要求,而模态和刚度优于钢制前防撞梁,这有利于改善整车NVH性能,同时取得良好的轻量化效果,减轻率达55.4%。验证结果表明,铝合金作为前防撞梁实施轻量化的方法是可行的。

一种新型可导向防撞垫的开发与性能研究

为填补国内市场上无满足新评价标准可导向防撞垫的空白,开发了以吸能管与刀具组合的新型吸能构件,利用台车碰撞试验和实车足尺碰撞试验,研究了单个吸能构件的吸能能力,优化了各吸能构件的尺寸并确定其安装位置.加工试验产品并经实车足尺碰撞试验验证其防护能力.试验结果表明,无防撞垫构件侵入车辆乘员舱,车辆碰撞后没有翻车且满足导向驶出框要求,碰撞后车体最大加速度分别为14.03g,12.20g,12.67g,11.49g,说明该新型防撞垫满足防护要求.

薄壁金属圆管撕裂消能研究

采用台车碰撞实验方法对金属圆管撕裂消耗能量与圆管撕裂长度间对应关系进行了研究。结果表明:金属圆管撕裂长度随圆管撕裂能量的增加呈增长趋势,且当台车速度增加至39.81 km/h,撕裂消能能量增加至36 681 J后,金属圆管撕裂长度呈线性增长趋势,增长系数即中间变量Fp≈30 k N;由金属圆管撕裂过程中应力变化情况可知,在轴向压力的作用下,残余变形模态向内卷曲,具有良好的撕裂消能作用,且随着台车初始速度增加,峰值载荷逐渐减小。