基于《汽车正面碰撞的乘员保护》的某轻卡碰撞CAE模型对标探索与实践

文章旨在探讨基于《汽车正面碰撞的乘员保护》的某轻卡碰撞CAE模型的建立与修正。通过对该标准的详细解读和分析,结合实际案例,本研究建立了一套适用于某轻卡碰撞仿真的整车CAE模型及分析方法。经整车实物碰撞验证和比对,B柱加速度曲线相似度高达96.5%,加速度曲线峰值时刻基本吻合、试验峰值优于CAE峰值20g,驾驶室门框变形量差异小于20mm,证明该CAE模型在预测碰撞情况和评估车辆安全性能方面具有较高的准确性和可靠性。本研究的成果为轻卡碰撞仿真提供了一种新的方法和视角,对于提升轻卡碰撞安全性能具有重要指导意义和实践价值。

汽车B柱复合材料加强件的性能及拓扑优化研究

为探索复合材料在汽车B柱等安全部件中的应用,文中以汽车B柱玻纤尼龙复合材料加强件为例,通过仿真实验验证了其在安全性和轻量化上的性能,并通过对复合材料加强件进行耐撞性拓扑优化实现了加强件的减重降本设计。研究结果表明,玻纤尼龙复合材料加强件相比钢材方案显著提升了B柱的耐撞性,并实现单侧B柱1.15 kg的减重效果,而优化后的玻纤尼龙复合材料加强件在保证B柱耐撞性能的同时,实现减重248.8 g,原料成本降低27.5%。为玻纤尼龙复合材料加强件的应用和耐撞性拓扑优化技术在降本轻量化领域的推广提供了重要参考。

一种汽车B柱内饰板注塑模具设计

根据汽车B柱左右内饰板结构复杂、外观质量高、体积大、内部加强筋多、倒扣多等特点,设计了一套“一模两腔”带有顺序阀热流道的注塑模具。采用斜导柱+整体式T形滑块机构与斜顶杆交叉辅助机构实现倒扣、内部异形孔等结构的抽芯脱模。设计了延伸分型面,动模模芯与型腔板一体成型、定模模芯和型芯板一体成型,可大大节省制造成本。浇注系统采用“热流道+U形回弯冷流道+扇形侧向搭接浇口”的设计,减少了塑件熔接痕、缩痕等缺陷,提升了塑件质量。详述了模具模芯结构、热流道浇注系统、冷却水路、排气、导向定位的设计要点,解决了B柱左右内饰板注塑过程中的脱模困难、熔体填充和生产周期长等问题,通过优化组合设计,从整体上简化和优化了模具结构,降低了模具制造成本。

基于Critic权重法多目标优化汽车B柱上饰板注塑成型工艺

为解决汽车B柱上饰板注塑成型过程中出现的体积收缩和翘曲变形等缺陷问题,利用Moldex3D软件,采用滑石粉改性聚丙烯材料对其注塑成型过程进行模拟。以注射时间、熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间为变量,体积收缩率和Z方向(产品脱模方向)的翘曲变形为目标,设计16组正交实验。利用Critic权重法对二者进行权重计算,并通过计算综合评分将多目标优化转化为单目标优化;最终通过计算综合评分的极差分析得到五个工艺参数的影响大小排序为:保压压力>模具温度>充填时间>熔体温度>保压时间,最优成型工艺参数组合为充填时间为2 s、熔体温度为240℃、模具温度为30℃、保压压力为70 MPa、保压时间为8 s。将最优成型工艺参数组合进行模拟,得到该产品的体积收缩率为5.901%,Z方向翘曲变形量为1.75 mm。与初始分析结果相比,体积收缩率降低了12.2%,Z方向翘曲变形量减小了9.04%。通过实际试模验证,产品充填完全,质量良好,符合生产要求。

连续碳纤增强B柱加强板结构设计与铺覆仿真

针对连续纤维复合材料成型过程中在大曲率位置易导致纤维断裂、褶皱、撕裂等缺陷问题,本文基于连续纤维复合材料随模铺覆仿真方法,理论分析了铺覆起点、初始取向对铺覆效果的影响规律。以减少纤维成型缺陷为目标,开展了连续碳纤维增强复合材料B柱加强板的结构优化和铺覆优化设计,确定了面向热压成型工艺的B柱加强板几何结构和预浸料铺覆方式。通过分块铺覆优化,使0°、90°、45°、-45°的铺层不合格占比分别由45.18%、52.83%、72.21%、71.78%降至2.47%、3.45%、5.31%、4.77%,有效提高了连续碳纤维的随模铺覆性。基于优化的铺覆设计,成功试制出满足性能要求的B柱加强板。

汽车B柱上护板热流道大型注塑模设计

根据汽车B柱上护板的结构特点,设计了一副大型热流道注塑模具。模具采用顺序阀热流道技术,有效提高了塑件的成型质量。同时模具采用网格型随形水路温度控制系统,大大降低了模具的注射周期,提高了成型塑件的尺寸精度。且模具采用双斜推杆的斜顶内侧抽芯结构,成功解决了整圈大面积倒扣内侧抽芯难题。模具结构先进合理,首次试模成功,投产后运行平稳,成型塑件公差达到了MT3(GB/T 14486-2008),模具劳动生产率提高了约10%。

基于疲劳分析的车身关键结构焊点布置方案研究

作为车身主要承载部件的B柱,由于其在使用过程中载荷情况的复杂性,焊点处疲劳破坏问题尤为严重。针对汽车传统B柱焊点布置不合理的问题,文中提出11种分区等距式焊点布置方案;利用有限元法求解出静力条件下各方案的结构应力,结合疲劳寿命预估理论进行软件间联合仿真分析,完成对各方案的焊点疲劳寿命计算,拟合出分区等距式布置方案中焊点间距与焊点寿命之间的关系曲线,最终确定一种最优方案,与原B柱焊点布置相比,既提高了焊点寿命,又减少了焊点个数,从而实现了焊点布置优化,达到了节省生产成本的目的。

某乘用车正面碰撞仿真分析

为准确评价整车正面碰撞过程中的碰撞安全性能,采用CATIA软件建立整车几何模型,导入HyperMesh软件搭建整车有限元模型,结合LS-DYNA软件模拟汽车正面碰撞,并采用HyperMesh软件分析模型可靠性及碰撞过程中整车变形、B柱加速度、各部件变形等。仿真结果表明:整车碰撞期间,增加质量与总质量的比为2.16%,沙漏能与总能量的比为1.02%,整车模型可靠性满足要求;左右两侧B柱最大加速度分别约为42.5 g(g为自由落体加速度)、45.4 g,满足中国新车评价规程中两侧B柱最大加速度不得超过72 g的要求;该车前防撞梁最大变形为178.1 mm,前吸能盒最大变形为315.9 mm,前纵梁最大变形为618.9 mm,该车前部吸能部件具有良好的吸能效果;前围板最大变形为137.8 mm,满足碰撞试验前围板最大变形不超过150 mm的限值要求,可以保护驾驶员及乘客的安全。

新车型调试B柱发花问题探讨

2010V工艺涂装车间中,面漆线Durr喷漆机器人在新车型调试中B柱发花是一个比较普遍的问题,给出了发花问题产生的原因和解决办法。

无B柱车身的碰撞安全策略开发浅析

文章通过具体案例阐述了无B柱车身在正面碰撞、侧面碰撞、顶压、柱碰过程中的结构设计思路以及分析了安全碰撞性能提升的开发策略。

基于无框车门车型的B柱结构研究

对于汽车车身设计及车辆售后而言,汽车车身碰撞安全是十分关键的因素,随着纯电动汽车产业的蓬勃发展,近年来无框车门的应用越来越多,这无疑对车身侧面碰撞的安全性提出更大挑战。探索以安全性、轻量化为目标,提出一种针对无框车门汽车侧面碰撞安全的B柱结构设计,以解决无框车门车型的B柱侧面碰撞得分低的问题。通过对C-IASI评价标准的解读,归纳侧面侧碰工况要求及特点,总结侧面碰撞B柱设计关键点。结合某车型实际开发案列,开发兼顾轻量化及安全性的设计方案,同时该设计结构也可为后续无框车门车型B柱结构的设计开发提供参考。

某微型电动车侧碰条件下的B柱轻量化研究

B柱加强板作为B柱最主要的支撑结构,在侧碰中起到关键的作用,在满足侧碰安全性能的前提下进行轻量化研究具有重要意义。根据GB 20071—2006《汽车侧面碰撞的乘员保护》试验要求,利用HyperWorks建立有限元模型,基于Crachfem失效模式进行仿真分析,依托成形性分析,对焊缝位置进行优化,对比B柱轻量化前后侵入量和侵入速度的变化情况,并通过试验验证。结果表明:侧碰过程中,侵入量最大的位置位于B柱的R+400 mm的位置,此处为人体的胸部肋骨区域。通过激光拼焊的方式把B柱加强板的材料由DP780改为DP780+B1500HS,不仅侧碰安全性能得到提高,而且实现轻量化减重13.2%。

内部填充型矩形开口矿柱承载特性研究

为研究部分充填置换高强度充填材料对矩形开口矿柱力学承载特性的影响。采用中机电子万能试验机和DS5型声发射信号采集系统,对不同开口宽度的矿柱试样开展了单轴载荷作用下破坏全过程的力学承载特性试验,在破坏过程中采用快速相机进行监测和记录,总结了充填高强度充填材料填充矩形开口矿柱的力学承载特性和破坏机理。结果表明:无充填矿柱试样(Ore Pillar Bearing,OPB)和充填矿柱试样(Ore Pillar-Filling Bearing,OPFB)模型试样变形破坏分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、屈服阶段和峰后破坏阶段,与AE振铃计数演化特征同步响应;OPB模型试样b值曲线缓慢下降,而OPFB模型试样b值曲线呈平缓趋势,高强度充填材料能有效改善脆性材料的应变软化现象,且对破坏后残余强度的提升影响最大;OPB和OPFB模型试样抗压强度及弹性模量随着掘充宽度的增加而减小,OPB模型试样由劈裂破坏面转向剪切破坏面,呈现延性向脆性破坏转变,OPFB模型试样呈现出延性破坏。研究可为矿柱的回收和稳定提供科学依据。

轿车B柱的优化及对侧面碰撞安全性的影响

应用计算机仿真技术对国产某小型轿车的侧面碰撞吸能部件B柱进行了碰撞仿真,并对其进行了有限元结构优化计算分析与研究。由改进前后的整车侧面碰撞仿真计算结果对比表明,部件的碰撞仿真设计是确保设计车辆具有良好碰撞性能的一种重要的方法和手段,应用有限元法进行结构优化设计是一种有效的方法。

材料应变率对汽车碰撞性能影响的研究

为研究材料应变率对整车碰撞性能的影响,建立了某微型车正面碰撞仿真有限元模型,对车身前部进行了考虑和不考虑材料应变率效应的正面碰撞仿真,并在碰撞变形、B柱加速度、碰撞力和碰撞能量等方面与试验结果进行对比,结果表明材料的应变率对整车碰撞性能的主要参数有较大的影响,考虑材料应变率效应的仿真结果与试验结果比较接近。

基于抗撞性的汽车B柱碳纤维加强板优化设计

考虑到碳纤维增强聚合物基复合材料的特点,本文中将某乘用车B柱原钢材加强板用碳纤维材料替代,并进行优化。首先在整车侧面碰撞有限元模型的基础上进行B柱子结构模型的解耦,利用子结构动态模型进行了B柱加强板的材料替换和性能计算,确定了初始纤维板铺层和厚度;为充分发挥复合材料可设计性的优势,采用面向复合材料的结构优化方法进行了纤维复合材料的铺层厚度、角度和铺层顺序优化。对比原车结构,在抗撞性不变的前提下,碳纤维B柱加强板取得显著的轻量化效果。

轿车B柱耐撞性与轻量化优化设计研究

为了在提高轿车侧面碰撞中B柱耐撞性能的同时减小B柱的质量以实现车身轻量化,对某车侧面碰撞的安全性能进行了有限元分析。针对在侧面碰撞中B柱腰线处侵入量和侵入速度过大、B柱结构中加强板数目较多及超重等问题,采用拼焊板结构对B柱外板进行了改进设计。在兼顾耐撞性与轻量化的前提下,使用正交试验设计和多目标遗传算法对拼焊焊缝的位置以及各部分的厚度进行优化。通过优化设计,改善了B柱在侧面碰撞中的变形模式。B柱最大侵入量减小了10%,腰线处侵入量和侵入速度分别减小了18%和12%,质量减小了18%。结果表明,在B柱上使用拼焊板结构并进行优化设计能够有效地平衡耐撞性和轻量化的要求。

侧面碰撞中B柱侵入速度及变形模式对乘员损伤影响的研究

运用概念设计方法,通过参照实车和仿真中侧围部件的一般侵入速度曲线和B柱的变形模式,提取了对B柱特定部位进行加载的三条简化的侵入速度曲线,并建立了B柱/假人的简化计算模型.研究改变B柱指定部位的侵入速度曲线,并以MADYMO软件为工具计算得到了27组假人的损伤值以及B柱的变形模式.研究结果表明:减小B柱整体侵入速度、合理分配B柱各部位的侵入速度以及使B柱产生较好的变形模式,能够有效地降低侧面碰撞中假人的损伤风险.

碳纤维复合材料汽车B柱加强板的优化与性能分析

通过建立B柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料B柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对B柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作B柱加强板样件,并对碳纤维复合材料B柱总成进行三点弯曲试验,校核总成的强度指标.最后基于2018版C-NCAP标准分析整车侧面碰撞性能.通过对比刚度、弯曲性能、侧面碰撞侵入量、侧面碰撞侵入速度、侧面碰撞加速度,优化设计后的碳纤维复合材料B柱加强板可在保证刚度、强度及侧面碰撞性能的前提下替代原钢制B柱加强板,并使B柱加强板减重1.376 kg,减重比达到76.4%.

汽车B柱成形仿真与分析

汽车覆盖件外形复杂,成形过程中变形不均匀是汽车设计制造中的一大难点。本文结合汽车B柱的生产,着重于大型汽车覆盖件的成形性分析。总结了汽车B柱的结构特点和性能要求,并利用AutoForm软件对某车型的B柱的拉深成形过程进行了模拟,获得了成形的危险区域。根据模拟结果调整优化了工艺参数(拉深筋的布置、压边力与工艺凸台)、毛坯形状等,消除了零件成形中的质量缺陷,提高了成形工艺稳定性,对实际生产中B柱成形的工艺确定和模具设计提供了依据。