新型城市轨道交通车辆切削式防爬器研究

[目的]当前,切削式防爬器存在切削初始峰值力过高问题,会出现刀具脱落或断裂,造成防爬器失效的情况。而且,既有双切削式防爬器极易出现内部切屑在管内堆积的情况。因此需对新型城市轨道交通车辆切削式防爬器进行研究。[方法]先建立切削式防爬器的有限元模型,通过将切削式防爬器的切削力、碰撞吸能仿真结果同相关文献的试验结果对比,验证有限元模型模拟方法的准确性。介绍蜂窝切削复合式防爬器和改进的内外双切削式防爬器的工作原理,并通过有限元模型的模拟计算,分析两种新型切削式防爬器的切削性能。[结果及结论]在切削式防爬器出现初始峰值力的位置设置诱导槽,可以有效地降低该峰值力;诱导槽的深度不小于切削深度效果更佳;诱导槽的宽度过大,会导致二次峰值力的增加,且刀具通过该诱导槽之后切削力会出现较大波动。与传统的抽屉式蜂窝防爬器相比,蜂窝切削复合式防爬器不仅吸能能力极为优秀,还能更换部件,具有可重复利用的特性。新型内外双切削式防爬器能将切屑从管内顺利排出,从而避免了切屑堆积。对比单切削式的防爬器,新型内外双切削式防爬器的吸能性能更优。

基于Ansys的吸能盒结构优化

为提高汽车的被动安全性,通过三维软件建立了吸能盒三维模型,然后在Ansys中设计碰撞仿真实验,并结合仿真实验结果设计了2种新吸能盒结构,在Ansys中对比3种吸能盒方案的性能好坏,并以吸能盒的厚度和吸能盒直径为设计变量,以提高吸能盒缓冲能力作为实验目标进行了正交实验。通过Ansys仿真实验得出,新设计的吸能盒相比原结构,质量减轻了9.82%,碰撞力峰值减少了42.04%,刚性墙碰撞后产生的加速度最大值减少了33.24%,有效提高了防撞梁的缓冲能力。

汽车气囊式行人保护装置设计

交通事故特别是人车碰撞事故造成的人员伤亡巨大。为提高汽车被动安全性,设计了汽车气囊式行人保护装置,分别对行人头部与汽车前挡风玻璃、外置安全气囊进行碰撞仿真分析,结果表明,无气囊条件下头部头部损伤指标(HIC)为2 123,有气囊条件下HIC值为845,因此,汽车气囊式行人保护装置能够有效降低行人头部伤害。使用AD软件设计了汽车气囊式行人保护装置硬件电路,同时使用Proteus结合Keil进行电路仿真,通过仿真验证了安全气囊能够在特定条件下成功触发。

新能源汽车电池包箱体结构优化及底部碰撞研究

电池包箱体作为电池包的承载部件,它的结构设计对于提高电池包安全性能具有重要意义。以某款新能源汽车电池包为研究对象,建立电池包箱体有限元模型进行分析。电池包箱体结构变形量较大,前二阶固有频率相对较低,需要对电池包箱体结构进行优化设计。以提高一阶固有频率为优化目标,建立电池包箱体结构优化模型。电池包箱体经过结构优化设计后,前二阶固有频率分别提高到24.25Hz和34.3Hz,能够合理避开路面激励频率。利用Ansys软件对电池包下箱体进行碰撞分析。碰撞体的最大侵入量为0.818mm,远小于4.5mm,满足新能源汽车碰撞的安全要求。

泡沫填充铝合金多胞防爬器的吸能机理

提出了一类新型防爬器—泡沫填充铝合金多胞防爬器,并通过数值仿真结合试验验证的方法研究了其在轴向荷载作用下的能量吸收机理。结果表明,填充闭孔泡沫铝并提高其密度可以在峰值压溃力几乎不变的前提下有效提高铝合金多胞防爬器的能量吸收能力,且能够进一步提升蒙皮材料的吸能潜力。此外,当壁厚较小时,该防爬器极易产生不利于能量吸收的整体失稳;而壁厚增大时,防爬器的变形模式趋于稳定,总能量吸收增加,且蒙皮材料的能量吸收占比逐渐增加。

泡沫铝填充结构改善汽车低速碰撞耐撞性研究

为改善汽车低速碰撞耐撞性,减少维修成本,试验研究了铝空管及泡沫铝填充管的三点弯曲性能,对比分析了部分填充与全填充的泡沫铝填充管的承载特性及吸能总量。建立了对应的三点弯曲有限元仿真模型,对比试验结果与模拟结果,验证了有限元仿真模型的可靠性。基于泡沫铝填充管的研究结果,进行了某轻型物流车前防撞梁总成在C-IASI前端低速碰撞工况下的模拟试验,对比汽车前防撞梁本体填充泡沫铝前后的耐撞性。结果显示,在前防撞梁本体中填充泡沫铝,改善了车辆的碰撞吸能性,降低了前端侵入量,提高了汽车安全性。

车用夹芯结构成形工艺研究进展

三明治夹芯结构在汽车轻量化、承载与吸能结构领域有着广泛应用,不同成形工艺制备的芯材结构在力学性能方面具有不同的优缺点。综述了近年来复合材料夹芯结构主要采用的制备工艺以及发展现状,深入分析和讨论了采用嵌锁组装工艺制备的复合材料三明治芯材结构特点、应用环境和载荷工况,分析结果表明该工艺具有独特的优势,阐述了采用嵌锁组装工艺在制备夹芯结构时采用的改进措施。最后总结了嵌锁组装工艺在蜂窝结构制备过程中的发展潜力,并对其未来发展方向进行了展望。

提高汽车耐撞性的能量吸收结构撞击吸能特性研究

安全法规对车辆的耐撞性能提出了要求，性能优越的能量吸收结构可以有效地改善汽车的耐撞性能。文中研究了多种金属材料的薄壁圆柱管沿轴向压缩的历程，总结了轴对称叠缩型、过渡型、非轴对称叠缩型和翻裂型４种典型的破坏模式，它们与能量吸收机理和冲击历程紧密相关。比较了不同类型吸能结构的缓冲和吸能性能，并对这类能量吸收结构的设计提出了建议。

提高VLCC侧向抗撞能力的一种新式双壳结构

从防止油舱泄漏、保护海洋环境的角度来看 ,改进超大型油轮(VLCC)双壳舷侧结构的耐撞性能是十分必要的。本文在研究标准VLCC双壳舷侧结构碰撞性能的基础上 ,通过引入耐撞结构NOAHSII的设计思想 ,并结合轴压下薄壁圆管的动态渐进屈曲特性 ,提出了一种改进的双壳设计概念—CCT。将CCT设计概念应用于299500DWT标准VLCC ,通过仿真计算和比较研究 ,CCT被证明是一种更加先进的设计概念 ,与现有的舷侧双壳结构设计相比 ,不仅具有最大的耐撞力 ,而且具有最好的耐撞性能。对VLCC而言 。

被撞船刚体运动响应的滞后特性(英文)

船舶碰撞过程中 ,被撞船的刚体运动较之碰撞区的局部损伤变形存在一定程度的滞后。本文以理论分析和数值仿真两种方法对该滞后现象进行了研究。提出了运动滞后分析的基本假定和计算公式。研究结果表明 ,被撞船的运动滞后与撞击速度有重要关系。在高速撞击时 ,船舶碰撞的内。

汽车前纵梁薄壁结构碰撞吸能特性及其优化的研究

阐述了汽车前纵梁薄壁结构碰撞吸能特性的研究方法和研究现状,总结了板厚、材料性能、截面形状、结构形态和连接方式等因素对其碰撞吸能特性的影响。探讨了前纵梁激光拼焊板各部位板厚的多目标优化设计,并给出设计算例。

爆炸冲击载荷作用下车辆和人员的损伤与防护

在当前反恐战争和地区武装冲突迫切形势下,如何提高车辆及人员的防护能力是诸多学科工作者面临的共同挑战.综述了威胁车辆安全的常见爆炸物、其作用原理和影响爆炸物作用载荷的因素,阐述了爆炸物爆炸冲击对车辆的破坏和人员损伤的各类不同形式.在此基础上分析了相关的实验、表征和模拟技术的研究进展,总结了国内外车辆爆炸防护结构的研究现状,包括轻质防护材料和结构的研发趋势,展望了车辆爆炸防护结构设计的研究趋势.

船舶碰撞运动的滞后特性

船舶碰撞过程中 ,被撞船的刚体运动较之碰撞区的局部损伤变形而言 ,存在一定程度的滞后效应。本文从理论分析和数值仿真两个方面对该滞后现象进行了研究。研究结果表明 :被撞船的运动滞后与撞击速度有重要关系 ;在高速撞击时 ,船舶碰撞的内、外部机理计算可相对独立地进行 。

撞击参数对双层舷侧结构碰撞响应的影响

深入了解船体结构碰撞损伤特性和能量吸收机制是开展船舶耐撞性优化设计的前提。文章利用显式非线性有限元数值仿真技术对不同撞击条件下的双层舷侧结构碰撞响应进行了系列研究。研究结果表明 :撞击位置、撞击角度和撞击速度的改变可能导致不同的碰撞损伤过程或结构损伤变形。

基于汽车安全状况的CST控制方法

为建立汽车制动系统的工作状态与螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统之间的联系,提高汽车安全性能的整体水平,提出了基于汽车安全状况的螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置(CST)控制系统思想.即以单片机控制技术为核心,对汽车制动系统的安全性进行实时检测,判断制动系统安全状况,利用毫米波雷达实时监测本车与前方车辆(或障碍物)之间的距离,运用行车安全距离模型以确定本车的安全状态,一旦发现制动失效和制动不良,或距离超出安全范围时,则立即将螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统推出至全伸状态,以应对可能发生的危险.当制动系统完好或安全隐患不复存在时,则螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统自动回缩,实现根据汽车所处的安全状况自动确定螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统工作状态.

Y型浮式生产储油轮船侧结构耐撞性

利用先进的非线性数值仿真技术,对一种浮式生产储油轮(FPSO)的Y型船侧结构的耐撞性进行了研究.计算出5万t穿梭油船以6m/s航速正撞30万tFPSOY型船侧结构的场景下,FPSO船侧的结构损伤、最大碰撞力-撞深和船侧构件吸能-撞深等曲线及数据,并与传统型FPSO船侧结构在同样碰撞场景下的相应数据进行比较,以评价Y型船侧结构在耐撞性方面的优势.

桥梁复合材料防车撞结构的耐撞性影响因素分析

设计了一种蜂窝型复合材料桥梁防车撞结构,以钢板和复合材料管壁厚度为设计变量,通过有限元方法计算,得到不同工况下车辆碰撞防车撞结构时的碰撞力曲线和结构总吸能.针对防车撞结构因存在多种材料而不便比较单位质量下能量吸收的情况,提出了比造价吸能(SEAc)的耐撞性评价指标.分析了防车撞结构钢板厚度及复合材料管壁厚度对碰撞力和比吸能的影响,并与车辆直接撞击桥墩的计算结果进行了对比.结果表明,从耐撞性的角度考虑,设计的复合材料防车撞结构中的钢板厚度及管壁厚度存在着最优厚度组合,采用该厚度组合时防车撞结构能在较低造价下提供良好的吸能效果,且桥墩所受的碰撞力满足我国规范的相关要求.

汽车碰撞中锥形晶胞薄壁金属管吸能特性的仿真研究

薄壁金属管是汽车碰撞时为安全性所设置的吸能结构件。为优化设计金属薄壁管,该文研究了不同锥度、晶胞数的LD2铝合金锥管的吸能特性。用Hypermesh和Ls-Dyna软件,在轴向和偏斜方向动态载荷两种作用下,以初始峰值载荷(IPL)和比吸能(SEA)来表征吸能特性,进行仿真分析。结果是:对于单、双、四晶胞的锥管,IPL均随着锥度的增加而降低;锥管的IPL均低于直管的IPL,SEA随着锥度的增加而提高;随着斜碰角度的增大,锥度为0.3的四晶胞锥管在斜碰的峰值载荷和比吸能均降低。因此,合理地调整锥度和晶胞数,可以提高薄壁管的吸能特性。

汽车正面25%重叠率碰撞车身前端结构设计

基于Pam-Crash/Safe软件建立了正面25%重叠率碰撞工况车辆-假人有限元基础模型。简化了前端主要吸能构件弯曲和压溃的性能表达,以结构件侵入量作为约束条件,将总目标吸能量分解到子构件上,根据其可压溃长度计算出所需的平均反力。最后,设计断面参数以满足平均反力和吸能量的要求。结果表明,所设计的前端结构能够满足正面25%重叠率碰撞等3种正面碰撞工况的法规要求。本文方法不仅提高了结构优化效率,还在一定程度上实现了"正向设计"。

汽车碰撞预警与碰撞吸能技术结合的CST控制系统

为了使螺纹剪切式(CST)碰撞吸能装置能像安全气囊一样,在汽车遇到危险时能够被迅速推出,以单片机控制系统为核心,设计了一种汽车碰撞预警和碰撞吸能技术相结合的CST控制系统。控制单元通过接收路面条件开关信号及车速传感器的车速信号进行数据处理,计算出汽车此时应保持的安全距离,并将该安全距离与毫米波雷达所测实际距离进行比较,一旦实测距离小于安全距离则启动报警单元。根据上述控制系统制作了一个相应的电路板,从而证明了系统的可行性。