多工况碰撞载荷下点阵结构填充吸能盒设计策略研究

由于点阵结构优异的比吸能特性,其在新能源汽车被动安全方面具有广阔的应用前景。本文中以点阵结构填充吸能盒为研究对象,分别建立了具有不同点阵结构内芯的汽车吸能盒有限元模型,对比分析了不同填充吸能盒与传统吸能盒在多角度斜向碰撞工况下的耐撞性能,阐明点阵结构与吸能盒本体之间的相互作用机理及内芯选择依据。在此基础上,进一步考虑本体诱导槽对多工况变形模式的影响,开展了基于改进本体结构的点阵结构填充式汽车吸能盒抗撞性多目标优化设计。结果表明:具有正六边形点阵结构填充的汽车吸能盒具有稳定且优异的吸能性,基于改进诱导槽的点阵结构填充式吸能盒优化方案相对于原始吸能盒结构减质量32.05%,在保证最大冲击力小于阈值的前提下,其各项综合性能指标均得到显著提升。

城市高架预制边箱梁防撞墙一体化施工方法

研究了城市高架预制边箱梁防撞墙一体化施工方法,旨在解决现场施工制约因素,提高全预制桥梁结构体系的施工效率和质量。防撞墙作为城市桥梁上部附属设施的关键组成部分,在道路行车安全方面具有重要意义。然而,传统的现场现浇施工方法受多种因素制约,限制了全预制桥梁结构的发展。依托宁波市鄞州大道高架快速路工程,提出并成功实施了预制整体防撞墙与边箱梁一体化工厂预制的新型施工工艺。通过工程实践,我们证明了这一方法的可行性和优势,显著提高了施工效率和构件质量。然而,仍需进一步研究和改进,以推动城市道路安全和城市建设产业化的发展。

参数化诱导槽设计的吸能盒结构抗撞性多目标优化

针对车身前部抗撞部件吸能盒结构的常见的方形截面薄壁锥管,研究了其在低速冲击工况下的最佳抗撞性能模型优化。将压溃力效率及比吸能作为评价指标,建立加权组合形式的多目标优化模型。分析研究分布设置诱导槽对结构吸能与压溃力的影响,选择诱导槽设定的可行区域。以槽的个数、非均匀分布的槽间距离及槽的深度等作为优化参数,合理选取样本点后,分别应用三次多项式响应面法及径向基法构建其有效代理模型,并采用粒子群法进行优化设计,得出使结构最优的诱导槽位置分布及数量。仿真分析验证了本文方法的有效性。

为提高低速碰撞性能的轿车保险杠吸能盒结构优化

建立了吸能盒低速碰撞性能的评价模型,提出了一种集成有限元模拟和序列响应面法的优化方法。为保证优化过程的收敛,采用信赖域模型管理策略来调整设计空间。与传统的基于梯度的优化方法相比,该方法计算量小,结果准确。最后给出了某轿车后保险杠吸能盒结构优化实例,验证了该方法的可靠性。

基于汽车正面碰撞的吸能盒设计及优化

对汽车正面碰撞有限元模型进行了分析,建立了可替代整车碰撞模型的子模型,并对其进行验证。在所建立的子模型的基础上,设计出了双层波纹管样式的吸能盒结构,利用自适应响应面法对其厚度进行优化设计。整车碰撞仿真结果表明:吸能盒结构吸收的能量比原结构提高了14.2%,纵梁碰撞力比原结构减小了15.3%。

变壁厚防撞吸能盒轴向压溃过程的实验研究

以汽车防撞吸能盒部件为应用对象,对比分析了由差厚板和激光拼焊板制作的变壁厚圆管在轴向压溃下的载荷-位移曲线特点、失效模式和吸能效果。结果表明,在准静态轴向加载条件下,与拼焊管相比,差厚管的变形模式为混合模式,更加稳定,且平均载荷较大,能吸收较多的能量。

基于管件液压成形工艺的汽车吸能盒改进设计及成形分析

汽车吸能盒是整车重要的缓冲吸能结构。管件液压成形零件具有重量轻、刚度和强度高、耐撞性能好等优点,设计管件液压成形吸能盒替代原始冲压吸能盒。采用数值模拟方法分析吸能盒吸能性评价指标,比较管件液压成形吸能盒与冲压吸能盒缓冲吸能的性能。设计吸能盒的管件液压成形加载路径,通过成形分析得到加载路径对吸能盒的壁厚分布影响较大。故以吸能盒成形后的最小壁厚最大化作为优化目标,选取加载路径上的压力控制点作为设计变量,采用部分因子方法设计试验,然后采用克里格空间局部插值法构建近似模型,最后利用遗传算法求解得到优化后的加载路径,成功增加了吸能盒成形后的最小壁厚。

基于仿生微圆结构的汽车吸能盒耐撞性分析

为提高汽车吸能盒的耐撞性,受甲虫鞘翅微观结构启发,研究了一种可应用于吸能盒结构设计的仿生微圆结构。建立了仿生微圆结构的有限元模型,对比分析了仿生微圆结构与传统肋板结构的吸能特性。基于简化超折叠单元理论,推导了仿生微圆结构在轴向载荷下的平均压溃力理论解。研究结果表明:与传统肋板结构相比,仿生微圆结构的能量吸收效率提高了32.20%以上,且理论解与试验结果的吻合度较高。

基于ADS-B监视技术的飞行器纵向最小间隔研究

为解决航路飞行安全问题,提高碰撞风险检测的精确度,主要研究飞行器在平行航路飞行过程中纵向安全间隔的问题。对传统的EVENT碰撞模型进行改进,建立以椭圆柱体为碰撞模板的EVENT模型。介绍了广播式自动相关监视(ADS-B)技术的性能及应用背景,并在改进EVENT模型基础上提出基于ADS-B监视技术下各个参数的计算方法。以中航工业石家庄飞机工业有限责任公司小鹰500机型为模型算例,计算出其最小安全间隔。研究结果符合国际民航组织的飞行安全指标,可为研究基于ADS-B监视技术的风险分级提供一种有效方法。

基于多工况的乘用车前防撞梁总成轻量化设计

对影响整车正面碰撞性能的重要部件前防撞梁总成中的前防撞横梁和吸能盒,进行轻量化设计。根据前防撞梁总成在整车碰撞中的变形过程、吸能特点以及各部件之间的截面力传递关系,将防撞梁总成从整车碰撞工况下解耦,建立了防撞梁总成独立评价条件;并基于独立评价条件,通过改变结构截面形状与材料,对前防撞梁总成进行轻量化设计,将轻量化方案与整车集成通过Ls-Dyna进行碰撞仿真与性能对比。结果表明:该轻量化方案使碰撞波形、侵入量与平均结构力得到优化,轻量化效果达到30%;因而,该前防撞梁总成轻量化设计方案是可行性的。

基于多级径向节流与柱状波纹压溃的碰撞盒研究

针对汽车碰撞盒容易出现欧拉失稳导致吸能特性劣化问题,研究了一种柱状波纹压溃与胶泥流动产生压差缓冲的碰撞盒。通过实验研究了所用胶泥材料的Oswald-de Waele冥律流体本构模型,得出了胶泥的模型参数;采用落锤冲击实验方法研究了柱状波纹压溃件的冲击力传递特性;建立了胶泥在多级径向通道中流动的连续性方程和控制微分方程,推导了不同径向位置的径向速度分布表达式和压力梯度;采用平均惯性法分析了惯性效应对于压力梯度的影响,得到了胶泥在碰撞盒中非稳态流动缓冲力计算方法。为验证理论计算的合理性,设计制作了胶泥多级径向流动节流与柱状波纹压溃共同作用的碰撞盒样机,利用落锤冲击试验机和力传感器构建了冲击测试平台,并对缓冲装置进行了两种不同高度的冲击实验,比较了不同冲击能量下的胶泥缓冲器传递冲击力的测试值与理论值,分析了产生误差的原因。

液压成形汽车吸能盒研制关键技术

汽车前保险杠吸能盒是重要的缓冲吸能结构,在整车发生正面碰撞时通过塑性变形吸收碰撞产生的能量。基于液压成形管件重量轻、刚度和强度高、耐撞性能好等优点,设计液压成形吸能盒替代原始冲压焊接结构。采用数值模拟方法分析吸能盒设计中关键吸能特性指标,如最大压垮载荷、总吸能、平均压垮载荷和比吸能等,对比原始冲压吸能盒和改型液压成形吸能盒在缓冲吸能方面的能力,并通过落锤冲击试验验证。成功研制出质量轻、耐撞性好的液压成形吸能盒。

车身碰撞盒的回弹试验研究

选择压边力、板料初始尺寸、润滑条件作为试验参数对U形车身碰撞盒进行了冲压成形生产试验,测 取了三维空间各点的回弹值。结合试验结果,对影响回弹的因素进行了分析讨论。试验结果表明:回弹随着压边 力增大而减小;在一次成形中,试件弯曲的点数影响回弹角的大小。

吸能盒在低速撞击情况下的仿真与分析

以吸能盒的低速正面碰撞试验为例,利用Hypermesh软件建立了由壳单元组成的吸能盒有限元模型,应用LS-DYNA软件进行了正面碰撞的模拟,结果与试验以及理论数据对比,验证了仿真模型的可靠性.根据试验和仿真结果,确定了吸能盒结构耐撞性方面的影响因素,以此改进吸能盒耐撞性的方法.

基于正面碰撞的商用车吸能结构改进

对于商用车整车正面碰撞安全性,国标主要考察两个部分:整车结构耐撞性与对应乘员保护,分别影响车身结构设计与约束系统开发,两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求。建立了汽车正面碰撞有限元模型,并对其进行验证。在建立的模型的基础上,使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析,综合评价了整车碰撞性能。针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题,选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象,进行了相应的结构改进。结果表明:改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线,为后期约束系统的开发奠定了良好基础。

诱导槽参数对泡沫铝填充吸能盒的碰撞吸能特性的影响

运用LS-DYNA对侧壁开有诱导槽的泡沫铝填充的吸能盒进行碰撞冲击过程的有限元分析,研究诱导槽参数对吸能盒吸能特性的影响。将结果导入到LS-Prepost中进行后处理,考虑吸能量、碰撞力峰值、平均碰撞力、比吸能、压缩力效率综合性能,得出在吸能盒侧壁上部50%位置均匀开两个半径为2.5 mm的半圆形诱导槽时,在碰撞冲击过程中呈现较为理想的对称叠缩式变形,保证吸能量的同时降低了碰撞力峰值,且有更高的比吸能和压缩力效率。通过立卧两用式液压冲击试验台对吸能盒实体进行碰撞冲击试验,验证了有限元模拟碰撞冲击过程的可行性。

考虑汽车正面低速碰撞角度偏差的吸能盒性能优化设计

汽车发生正面低速碰撞时,由于各种因素的影响,不能达到百分之百的正面碰撞。因此,运用非线性有限元LS-DYNA仿真软件对碰撞方向偏差±6°的汽车正面低速碰撞进行了仿真模拟,在确保吸能盒在正面碰撞过程中能够吸收一定能量的基础上,当汽车的碰撞角度发生偏差时也能够使吸能盒具有良好的吸能效果,保障车辆与乘员安全。并通过定义目标优化函数及仿真研究进行了吸能盒优化设计,得到优化后吸能盒的碰撞吸能数值及碰撞角度变化时碰撞吸能的变化情况,从而得出具最佳吸能性能吸能盒的设计变量,即吸能盒壁厚1.5 mm、长180 mm、边数为6,此结构下在碰撞角度偏差±6°时,其T值最小。

单字节栈溢出的分析

针对单字节栈溢的分析效率低下且经验难以复用的情况,提出一种黑盒分析方法。根据畸形EBP特征,确定异常由单字节栈溢出导致;不断对异常样本进行变异并收集运行信息,直至获得更利于异常分析与漏洞利用的样本;对该样本简单修改,可实现软件漏洞的利用。该方法具有易实施、无需深入分析程序内部逻辑、自动化程度高的特点,能有效提高异常分析的效率,在程序及真实漏洞案例上的实验验证了该方法的有效性。

某车型吸能盒碰撞中非常规变形问题研究

以某车型在低速碰撞中吸能盒非正常变形问题解决为例,首先对仿真分析与试验结果进行相关性分析,获得能够真实复现试验中问题的仿真模型,然后在此模型基础上进行试验问题原因分析及吸能盒结构优化,最终制定问题解决方案,并通过理论验证方案有效性。最后通过实车低速碰撞试验验证,确保该车型低速碰撞性能满足公司性能设计目标要求。

多孔结构材料在汽车碰撞安全中的应用研究

讨论了汽车碰撞中的主要吸能元件的吸能步骤和压溃模式,从理论上阐述了填充了多孔结构材料的吸能元件在吸能上的优势。对蜂窝式和蛋盒式两种多孔结构材料的结构组成、成形技术和吸能能力进行了分析,并进一步研究了多孔结构材料在汽车保险杠、车门以及纵梁等主要安全构件中的应用,说明把多孔材料应用到汽车吸能防撞装置中是可行的,可以极大地提高整车的耐撞性。