基于行人头部保护的汽车发动机罩系统优化设计

为满足某汽车发动机罩系统轻量化、刚度模态特性、行人头部保护的综合性能需求,使用HyperWorks软件对发动机罩系统进行了基于性能仿真驱动的优化设计。首先对初始发动机罩内板进行刚度模态的静态性能分析,对整车模型进行了行人头部碰撞仿真实验,计算出八个关键试验点的伤害值;其次在四种不同工况下对发动机罩内板进行了单目标拓扑优化,在此基础上利用折衷规划法对内板进行了多目标拓扑优化,并对结构改进后的模型进行了安全性能和静态性能的分析检验;最后运用全局响应面法对发动机罩系统进行了多目标多学科联合匹配优化,对优化结果进行了性能仿真验证。最终优化结果表明:改进后的内板结构和发动机罩系统材料厚度匹配方案,使刚度得到增加,一阶频率大于共振频率,发动机罩系统质量减少,关键试验点伤害值得到降低,实现了轻量化的同时提升了静态、安全性能。

基于EuroNCAP行人头部保护的某SUV车型建模与优化

基于2013版本EuroNCAP行人保护5星评价标准,建立了某SUV车型前端结构有限元模型,利用头模撞击器,结合试验结果,对该SUV车型行人保护头部碰撞性能进行了试验和仿真分析,同时结合各个碰撞点的局部结构特征,对车身局部进行了有针对性的改进设计。结果表明,优化后的车身结构降低了头部模型碰撞加速度和HIC15值,提高了行人头部保护性能。

基于自适应响应面法的发动机罩行人头部保护效果研究

为使发动机罩具有较好的行人保护效果,首先根据行人头部冲击器与原车的碰撞仿真结果,分析了影响行人头部损伤的主要因素;接着对与各影响因素相关的发动机罩关键结构参数进行初步优化,利用全因子试验设计对优化方案进行仿真;最后利用自适应响应面方法建立人-车事故中行人头部的HIC值等效模型,确定基于车辆关键结构件材料、刚度匹配的行人头部保护优化方案,并对方案进行试验验证。结果表明:优化所得的发动机罩总成材料和刚度匹配方案,使行人头部HIC值降低约10%,发动机罩总质量降低约15%,实现了测试车辆发动机罩总成对行人头部保护性能的优化和轻量化。

有利于行人头部保护的碰撞波形研究

对行人头部碰撞波形进行了合理简化,研究了3种典型简化波形对行人头部碰撞所需吸能空间的影响,推导出了满足头部伤害指标HIC=1000且所需吸能空间最小的最优简化波形,提出了有利于行人头部保护的碰撞波形改进措施。建立了某车型行人头部碰撞有限元模型并进行了试验验证,结果表明,所提改进措施可以有效地提高行人头部保护性能。

影响行人头部保护仿真分析的因素

行人保护计算机仿真是汽车行人保护性能开发的重要手段。为了能进一步提高行人头部保护仿真结果的精度,列举了行人头部保护有限元建模过程中前机舱盖缓冲块、机舱盖锁模型及散热器总成与水箱上横梁连接的模型3个容易被忽视的因素,分析了这3个因素在行人头部保护仿真中的作用,并通过示例验证了这3个因素对行人头部保护仿真结果的影响,为完善行人头部保护有限元仿真建模提供了参考。

基于行人头部保护和刚度要求的发动机罩内板优化设计

提出一种基于行人头部保护和刚度要求的汽车发动机罩内板优化设计方法,将其应用于某款发动机罩内板的参数化设计和优化分析.对优化方案与初始方案的行人头部碰撞仿真结果进行对比,结果表明:优化方案在满足发动机罩刚度要求的前提下能显著降低行人头部碰撞的伤害值.该优化方法可行,可为发动机罩内板的优化设计提供参考.

基于成年行人头部保护的汽车发动机罩优化

通过正交试验的方法优化发动机罩结构,以减小成年行人头部在车-行人碰撞中的伤害.基于Hyper Works和LS-DYNA建立了成人头型冲击器与发动机罩的碰撞有限元模型,仿真结果与数值计算结果相符.借助该有限元模型,研究了影响头部伤害的主要因素的联合作用,包括发动机罩的强度、倾斜角度、厚度和刚度,并通过正交试验挑选出了最优水平组合.与初始模型相比,最优水平组合的头部伤害指标(HIC)降低了19.44%.且HIC对发动机罩的强度、倾斜角度、厚度和刚度的灵敏性依次增加.同时,指出在发动机罩倾斜角度为5°附近做细化研究可进一步提高行人的安全性.

针对行人保护头部碰撞的发动机罩设计方法

分析了在新的行人保护头部碰撞法规及评价体系下,发动机罩盖设计中遇到的问题。使用Hypermesh和MADYMO建立了行人头部碰撞分析模型,并进行了试验验证。通过采用内板结构重新设计、改进材料特性、控制质量等方法,有效克服了遇到的问题。结果表明,通过采取被动安全措施,依然可以有效提高行人头部保护性能。

基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计

在车辆与行人碰撞事故中行人属于弱势群体,而且行人头部受到的伤害尤其严重,所以研究发动机罩结构有利于提高行人头部的保护。文章基于GB/T 24550—2009中行人头部碰撞保护的要求和CAE计算精度设定头部碰撞保护的设计目标,阐述了避开碰撞风险区、增大溃缩空间及弱化零部件局部结构的3种主要设计方法,并且利用PAM-CRASH软件详细分析了这些方法在发动机罩结构设计中的应用和改善效果,结果表明头部损伤指数(HIC)均有不同程度地降低,最大降幅可达892。该方法对汽车行人保护开发方面具有实际借鉴意义。

基于行人保护的发动机罩铰链研究

针对发动机罩铰链区域对满足行人头部保护要求存在的不足,设计了一种新式压溃式铰链。采用Hypermesh软件建立了该铰链的有限元模型,并进行了试验验证。应用有限元软件Nastran对原始铰链和新铰链进行静强度仿真比较可知,新式压溃式铰链的横向强度更好。按照欧洲行人保护法规应用有限元软件LS-DYNA对新铰链和原铰链进行行人保护性能仿真比较可知,使用压溃式铰链使行人的头部伤害值HIC由原来的1420下降到了940,表明压溃式铰链在横向强度提高的基础上具有更好的行人头部保护性能。

有利于行人保护的非对称式发动机罩盖的设计

轿车—行人碰撞中,发动机罩盖是造成行人头部伤害的主要来源。该文进行了6组轿车—儿童行人头型冲击器冲击试验,建立了相应的冲击试验有限元模型(FEM),并完成了模型标定。通过FEM仿真,分析了5种不同内板肋板结构的发动机内罩板吸能特性;并根据某款发动机舱布置,设计了一种非对称式发动机罩盖内罩板;进行了有限元模型验证。结果显示:优化设计后,罩盖的多个冲击点的头部伤害标准HIC值降至1300以下,部分冲击点降至1000以下。因而,明显提升了该种发动机罩盖对行人头部保护。

基于行人保护的汽车前舱吸能空间估算方法研究

在汽车开发的概念设计阶段,需要合理地设计前舱外型面与前舱零件间的间隙,即前舱吸能空间,以满足行人头部保护的要求。文章以某车型为例,通过理论计算的方法,对满足行人头部保护要求的前舱吸能空间进行估算,并建立了详细的行人头部碰撞有限元仿真分析模型,验证了估算得到的前舱吸能空间的合理性。

柔性头颅模型撞击弹性板的动态响应分析

将柔性接触撞击过程处理为一个振动系统响应,采用机械网络图和求机械阻抗的方法解决了这一动态响应问题· 柔性接触撞击模型考虑了头部的实际结构,把头部简化成撞击部位的头皮和头骨的质量、头部其它部分的头骨和脑液的质量、头部的刚度、头皮和脑液的阻尼系数组成的振动模型,弹性板也同样简化成由质量、刚度和阻尼构成的振动模型· 采用求激振点速度阻抗的方法,得到了系统的动态撞击力、头部所受到的撞击加速度值,以及板的弹性变形、系统的固有频率等动态响应· 实验数据与计算数据符合较好,证明方法是计算撞击作用下系统动态响应的实用方法。

双台式铝合金发动机罩的结构设计

针对某国产铝合金肋板式发动机罩在肋板之间的空档位置刚度较弱,导致碰撞时头部带动发动机罩与发动机舱内刚性物体发生接触,对行人头部造成严重伤害的问题,全新设计了铝合金双台式结构发动机罩并进行了碰撞仿真分析。结果表明:新设计的双台式结构发动机罩利用双台结构特征进行两级吸能,有效提升了发动机罩的结构吸能性,大大减小了人车碰撞过程中对行人头部的伤害。

基于2018版CNCAP的风窗横梁结构设计

随着2018版CNCAP的施行,汽车行人保护安全性能愈发重要。基于行人头部保护试验规程,以短前悬纯电动车开发为例,详细介绍了风窗横梁从概念阶段、详细设计到分析验证的全过程,为行保及风窗横梁设计提供参考。