客车侧翻一步碰撞算法中初始解预测方法的研究

在作者先前开发的客车侧翻一步碰撞算法的基础上,提出一种基于结构变形标准模板和节点坐标插值的初始解预测方法,以提高其计算效率。通过对12m公路客车典型车身段模型进行模拟,并与原始侧翻一步碰撞算法和侧翻试验结果对比,验证了该方法的有效性。

客车侧翻一步碰撞算法中的接触修正方法研究

提出一种弹塑性耦合迭代的接触修正方法,将该方法用于客车侧翻一步碰撞算法中,通过对假定的最大变形构形进行碰撞接触判断、弹性回弹计算及塑性能量平衡迭代计算,可获得计算车体结构最终变形所需的初始解变形构形。以某12 m公路客运车辆的典型车身段为研究对象,利用该方法进行了客车侧翻碰撞模拟试验,结果表明,与Ls-dyna等增量法及侧翻试验结果对比,该算法计算效率高,试验次数少,模拟时间是Ls-dyna等增量法的1/10,具有实际应用价值。

基于改进型梯度法的客车侧翻一步碰撞算法精度改进研究

基于改进型梯度法,对客车侧翻一步碰撞算法初始解各节点的广义失衡力进行平衡迭代,并将局部摄动思想引入改进算法的节点广义失衡力平衡迭代过程,快速获得侧翻碰撞结构的最终变形,与原始牛顿-拉夫森(Newton-Raphson)方法相比,在保证模拟精度的同时,提高了计算效率。应用改进算法对某款长12 m的公路客车典型车身段模型进行侧翻碰撞模拟,并将仿真结果与原始算法仿真结果及侧翻试验结果进行对比,结果表明,改进后算法精度基本保持不变,计算时间缩短2/3。

基于全量理论的客车侧翻一步碰撞快速算法

提出了一种客车侧翻一步碰撞快速算法,利用该算法对某款长12 m的公路客车典型车身段进行了侧翻碰撞模拟,并与LS-DYNA仿真及侧翻试验结果进行了对比,结果表明,侧翻一步碰撞快速算法可以较好的预测客车结构的侧翻安全性能,其模拟结果与其它两种方法之间的误差小于15%,模拟时长约为LS-DYNA仿真的1/10,在基本保证计算精度的同时使得计算效率大幅提升。

新型DKT组合薄壳单元及对侧翻一步碰撞算法的改进

针对客车侧翻有限元分析过程中部分单元翘曲的问题,首先对四节点薄壳单元进行翘曲修正改进。基于改进后的四节点薄壳单元和全量应变理论,将DKT四节点薄板单元和传统四节点等参膜单元组合,构造一种新型四节点DKT组合薄壳单元。接着,用该单元替代客车侧翻一步碰撞初始算法的四节点Mindlin壳单元,并对初始算法进行改进。最后,应用改进算法对某12 m公路客车典型车身段模型进行侧翻模拟,并与初始算法、LS-DYNA和实车侧翻试验结果对比,验证了所提出的新型四节点DKT组合薄壳单元在实际工程应用的有效性。

积分迭代模式优化对侧翻一步碰撞算法的改进

针对侧翻一步碰撞初始算法中Mindlin壳单元面内四点全积分计算量大,广义失衡力迭代模式不合理且易剪切锁死,降低了算法计算精度和效率的问题。本文中从两方面入手,对初始算法进行优化。单元积分点模式优化方面,引入面内减缩积分和部分减缩积分方式,并在单元厚向采用五点、七点和九点3种积分方案,对单元面内和厚向积分方式进行匹配;广义失衡力迭代模式优化方面,采用力和力矩分离加权的方式计算失衡力“2”范数,通过计算时间-权重比曲线,确定合理的力和力矩的加权系数。最后选择某客车典型车身段作为实际算例,将改进算法、初始算法、LS-DYNA分析和侧翻试验结果进行对比,验证了本文所提改进方案的有效性。

一种弯曲修正膜单元及对侧翻一步碰撞算法的改进

针对传统四节点膜单元无法进行弯曲的缺陷,基于单元内力和弯矩的平衡原理,提出一种可进行弯曲修正的新型四节点膜单元模型,将其应用于客车侧翻一步碰撞算法,对初始算法进行改进。通过对典型车身段模型进行模拟,并与客车侧翻一步碰撞初始算法、LS-DYNA仿真及侧翻试验结果在计算精度和计算效率方面分别进行对比,检验了所提新型单元模型的有效性和实际工程应用价值。