基于可靠性的电动汽车小偏置碰撞轻量化优化设计

电动汽车涉及的高低压系统多且复杂,同时电池的保护要求高,为了提高电动汽车在碰撞安全中的可靠性,文章同时考虑设计变量和试验过程中的参数不确定性,建立了结合正交试验设计、Kriging代理模型、多岛遗传优化算法和蒙特卡洛可靠性分析的可靠性优化设计流程。以一款电动汽车的25%小偏置碰撞开发为例,优化后的白车身结构满足耐撞性要求,优化涉及的白车身相关零件重量降低了7.7%,可靠性达到了95%以上。

某车型小偏置碰撞约束系统及假人评定项优化研究

为提升某车型正面25%偏置碰撞试验乘员保护性能,开展了假人伤害等级评定项、约束系统和假人运动等级评定项试验方法及优化方案研究。首先,通过仿真对标试验的方式建立准确模型;然后,增加侧气帘、优化安全带、安全气囊点火时间及参数、优化转向管柱支架和仪表板支架结构;最后,利用计算机辅助工程(CAE)方法进行了验证,结果表明:假人大腿和髋部、腿部和脚部等级由一般(M)和较差(P)提升到了优秀(G)和良好(A),约束系统和假人运动等级评定项由较差(P)提升为优秀(G);小偏置碰总体评价由较差(P)提升为优秀(G);乘员加权伤害指标(WIC)降低了22.97%。

乘员气囊结构优化对小偏置碰撞保护的改善

25%小偏置碰撞的测试的引入,使得乘客和气囊环境相比于正面碰撞复杂化,提高了对于气囊保护的要求。本文基于E-NCAP正面碰撞和IIHS小偏置碰撞测试工况下假人和气袋位置变化的特点,通过受力分析,解释了上述位置变化产生的原因,提出了对应的优化方案。同时,基于仿真测试方法和实验验证方法,将伤害值具体化,横向比较仿真和实验的一致性;纵向比较优化后气袋结构相对于传统气袋结构的对于头部和胸部的伤害值的变化,验证了优化结构的正确性。

小偏置碰撞结构的优化设计

为了提高小偏置碰撞结构的安全性能,通过对小偏置碰撞试验结果进行分析,总结了结构优化策略,并对轮胎滑移策略进行了细化研究,包括系统级试验设计、整车碰撞仿真分析以及试验验证。研究结果表明,该设计方法是有效且可行的,可降低对乘员舱的冲击作用,同时也为其他车辆结构设计提供了参考。

某轿车小偏置碰撞结构耐撞性优化

为了研究某轿车的小偏置碰撞结构耐撞性,根据美国公路安全保险协会(IIHS)的相关规定,基于Hypermesh软件建立了某轿车的小偏置碰撞工况仿真模型。分析碰撞过程中整车运动学特征以及各个测量点的侵入量,总结其结构耐撞性存在的问题,从设置悬架和转向系统失效以及提高乘员舱结构强度两个方面提出结构耐撞性优化方案。结果表明:采用该优化方案之后,车身结构耐撞性得到有效地改善,各个测量点的侵入量明显下降,证明了优化方案的可行性。该结果可为轿车的小偏置碰撞结构耐撞性研究提供参考。

基于上海市嘉定区交通事故的小偏置碰撞特征分析

总结了小偏置碰撞在这些事故中的基本特征。从上海市嘉定区的交通事故统计集合中,采集了其中45辆小偏置事故车辆和车上57名前排乘员的信息,分析了事故的实际道路交通状况、车损情况、乘员伤情和运动响应4个方面。结果表明:87%的事故车辆并未明显侵入到座舱;88%的乘员未伤或轻伤;碰撞后车辆的爆胎和旋转响应对乘员伤情有显著影响。这可为将来制定与车辆小偏置碰撞相关的中国试验规范和中国评估标准提供数据支持。

国内某车型小偏置碰撞假人伤害分析与研究

本文研究了国内某车型小偏置碰撞试验中假人的运动过程及头部、颈部、胸部与下肢部位的伤害机理与考核指标,这些指标反映车身碰撞特性、乘员约束系统特性及两者间的匹配这三个方面的综合性能,论文对假人的伤害进行了详细分析,同时提出了相关改进方向,为车型开发设计及安全性能改进提供参考。

小偏置碰撞下某车型车身结构优化

分析了某车型的25%小偏置正面碰撞工况,从变形和入侵两方面总结出其结构耐撞性存在的问题,提出了从增加传力路径和增强乘员舱结构强度两方面入手的结构优化方案。通过对比优化前后车身的变形和入侵,证明了优化方案的可行性。

IIHS小偏置碰撞位移导向策略与结构评估方法

在美国公路安全保险协会(IIHS)公布的3批小偏置碰撞测试结果中,汽车主机厂(OEMs)普遍得分较低。该文利用IIHS小偏置碰撞的数学模型分析得出:侧向残余位移与侧向速度、纵向碰撞载荷与纵向速度存在正相关性,解释了测试试验现象。提出了基于轻量化设计的侧向位移导向策略,易于实施且效果得到了试验验证。提出了基于碰撞载荷组合工况的结构评估方法,以此预估开发车型的小偏置碰撞结构安全性能。因此,"笼式安全车身(safety cage)"不是应对IIHS小偏置碰撞的必要条件,其测试难度被高估,且其对车辆被动安全设计的区分作用将难以持久。

基于小偏置碰撞的轿车车身优化设计

为了研究某轿车的小偏置碰撞结构耐撞性,根据美国公路安全保险协会(IIHS)的相关规定建立了某轿车的小偏置碰撞有限元模型。基于仿真结果总结该轿车结构耐撞性存在的问题,评估其小偏置碰撞结构耐撞性评级为"差"。从结构件优化设计和悬架系统安全性设计2个角度提出了该轿车的小偏置碰撞结构耐撞性优化方案。仿真结果表明:该轿车乘员舱侵入量显著降低,其结构耐撞性评级提升至"良"。该结果证明了优化方案的可行性。

某SUV小偏置碰撞仿真及车体结构优化

为了评估某SUV正面小偏置碰撞结构安全性能,根据美国公路安全保险协会(IIHS)相关评价体系的要求,采用LS-DYNA软件进行碰撞仿真分析。根据正面小偏置碰撞中壁障与车辆的接触主要在纵梁之外,碰撞的载荷通过轮胎和shotgun向后传递到A柱、门槛,造成驾驶舱严重变形的特点,并结合仿真结果中车身变形的情况,提出在车架前端增加结构导向件、shotgun区域增加结构吸能和增加驾驶舱区域刚度等车体结构优化策略。仿真结果表明,车体结构评级由"poor"升至"acceptable",满足设计要求。

基于IIHS小偏置碰撞的车身前端结构开发

在某车型开发过程中,考虑了25%小偏置碰撞工况,对车身前端结构提出了"避能"结构的设计理念,并在这一理念的指导下,重新设计了上短梁,使它与前纵梁、前副车架通过传力机构连成一体,同时提高了上、下A柱的结构刚度。通过仿真优化及试验验证,使原车体评价为Poor等级提升到Good等级,证明了"避能"结构设计理念的正确性。

基于25%小偏置碰撞的车身结构研究

通过建立数学模型对车辆在25%小偏置碰撞中的侧滑过程进行分析,并基于有限元仿真、参考车型侧滑结构分析及实车碰撞试验,对车身25%小偏置碰撞过程中的侧滑策略及传力路径进行了总结分析。结果表明:“环状安全车身”与横向引导式边梁是25%小偏置碰撞时提供侧向力的关键结构;基于轻量化设计的车身侧滑策略在保证车辆安全性能的同时可使车身增加的钣金质量减轻。

25%小偏置碰撞策略及测试评估研究

随着汽车事故的增加,且小重叠碰撞事故死亡率居高不下,小偏置碰撞试验逐渐成为焦点。基于IIHS公布的最新车辆碰撞试验结果,统计超过100余款不同类型的25%小偏置碰撞车辆,建立碰撞转角与碰撞区域的数学模型,将25%小偏置碰撞归结为三种不同的碰撞策略,分别是吸能策略、掠过策略和掠过与吸能策略;并进行试验验证,对三种策略的优缺点进行分析。结果表明,小偏置碰撞试验可运用合理的碰撞策略达到法规要求,对25%小偏置碰撞试验具有一定的参考价值。

增高垫型CRS对小偏置碰撞中儿童乘员的损伤与防护

探究了6岁儿童乘员在汽车小偏置碰撞中使用增高垫型儿童约束系统(CRS)时的损伤风险与防护措施。基于2017版美国公路安全保险协会(IIHS)测试规程,采用THUMS 6YO儿童人体有限元模型,建立汽车25%重叠率刚性壁障正面碰撞仿真模型。对比分析了有、无靠背的两种CRS有限元模型的运动学响应及头部、胸部等损伤物理参数。结果表明:汽车小偏置碰撞中6岁儿童乘员同时具有前向和侧向位移;无靠背的增高垫型CRS约束下的儿童乘员头部和胸部加速度值均大于有靠背的约束工况,并伴有下潜现象发生。针对损伤风险对儿童约束系统装有限力器的安全带在降低碰撞过程中乘员的胸部合成加速度和肋骨骨折风险上更优于装有的充气式安全带情况,但在一定程度上会增加头部损伤风险。

一种平台化小偏置碰撞结构优化设计方法

基于避能结构设计理念,设计了以环形吸能结构(Energy Absorbing Ring)为代表的传力吸能结构,通过对某SUV进行碰撞区域划分,设计正交试验,利用仿真计算结果建立了高精度响应面模型,得到不同碰撞区域的传力分布及吸能匹配的优化方案,并进行正面碰撞工况仿真验证。结合平台化开发特征,对与该SUV同平台的MPV车型进行了结构改进,获得了满足目标要求的仿真结果,利用响应面模型获得的车体结构变形与实际仿真结果误差为11%,验证了响应面模型的准确性。基于以上优化过程,总结获得了一种"控制不同碰撞区域传力吸能"的平台化小偏置碰撞结构优化设计方法及流程。

小偏置碰撞评分原则解析及结构优化策略

中国汽车工程研究院与中国保险行业协会联合发布"中国保险汽车安全指数测评规程",其中小偏置碰撞尤为引人关注,如何提高车辆小偏置碰撞工况的等级评定降低保费是主机厂当前的首要任务。通过对小偏置碰撞工况的评分原则进行详细介绍和解析,并以试验结果为依据,研究得出车体结构对小偏置碰撞整体等级评定起决定作用,驾驶员在此工况下下肢受伤残风险最高。为研究应对小偏置碰撞的车体结构,以某款SUV车型仿真结果为基础,详细介绍小偏置碰撞工况下车体变形特点,同时结合理论分析,提出三类优化方案,并对其进行优缺点说明,这三类优化方案为车身设计提供导向作用。针对该车型选择第二类优化方案,车体结构等级评定由"较差"提升为"优秀"。

应对正面小偏置碰撞的某车型整体式热冲压门环设计与应用

以某SUV车型为研究对象,针对基础模型正面小偏置碰撞试验和CAE仿真分析结果发现的不足,利用Hyperstudy优化软件对门环进行DOE(Design of Experiments)分析,得到变量对响应的影响,即门环厚度对动态与静态各工况响应的相关性;进行模型的数学化拟合分析(FIT),此近似响应分析解决了非线性极端不收敛问题;运用Altair-MDO(Multi Disciplinary Optimization)多学科优化平台进行优化分析得到门环各段厚度,并结合其他优化方案完成整车仿真分析。最后验证了仿真可靠性,试验表明车体变形基本一致,且门环破坏较小,总体结构满足要求。

某车型25%小偏置碰撞车体结构优化仿真研究

随着国内汽车主机厂对碰撞安全的重视,小偏置试验逐渐被纳入新法规中,仿真分析作为研究的一部分起重要作用。针对某款SUV试验进行对标分析,对不足之处进行碰撞策略的改进,从吸能、掠过和掠过+吸能3种策略上进行仿真和结果分析。从乘客舱的侵入量、改进后质量增加量、改进件的制造成本以及加工难度等因素上分析3种策略的优缺点,最后采纳的改进方案是掠过+吸能策略。

框型副车架针对小偏置碰撞性能的设计优化

文章针对一种副车架对小偏置碰撞性能的优化提升进行分析,同时又观察了几种典型的小偏置碰撞性能良好的框型副车架,最后总结出几种框型副车架针对小偏置碰撞性能的优化提升方法,可为今后的副车架设计提供一定的参考。