波纹方管吸能盒的耐撞性分析与参数优化

为提升汽车吸能盒在轴向冲击下的耐撞性,首先在传统方管吸能盒中引入波纹结构设计了3种波纹方管吸能盒,以传统方管吸能盒与波纹方管吸能盒的耐撞性分析来获得结构参数对波纹方管吸能盒吸能性能的影响规律。然后选取全边波纹方管吸能盒的波纹幅值、数量、厚度和材料为设计变量,以最大化比吸能、最小化峰值压溃力为优化目标,进行多目标优化。结果表明,优化后的全边波纹方管吸能盒较传统方管吸能盒的比吸能上升168.1%,峰值压溃力下降85.5%,优化效果显著。

基于有限元仿真计算壮拳运动员手关节损伤的力学分析与预防

壮拳作为在广西壮族地区流传的一种具有民族特色的体育项目,是壮族传统体育非物质文化遗产。壮拳技法强调手的使用,特别是在单人练习打沙袋、木桩中或是双人对练中会出现受伤的情况。本文基于有限元仿真软件 Ls-dyna 数值模拟和计算,模拟分析运动员练习壮拳时手关节的受伤,并提出预防建议。

轻混汽车后碰有限元分析及结构优化

为提高车身后端的吸能效率,在电池包之后的区域消减掉碰撞动能,减小碰撞对电池包的冲击,首先利用Ansa进行车身结构有限元网格划分建模,然后再通过LS-DYNA进行轻混汽车后碰撞有限元仿真计算,最后分析研究车身后端部件的塑性变形过程。同时对车身后端区域的结构进行适当优化,使该区域变形模式更加合理可靠,进而使后碰撞性能达到相关法规的要求。

基于有限元分析的新能源汽车侧面柱碰结构优化研究

文章针对侧面柱碰工况特点对汽车车身结构的传力路径进行了分析,并以某款新能源汽车为分析对象,采用HyperWorks软件搭建有限元仿真计算模型,对侧面柱碰工况车身的主要传力路径上的座椅横梁和中通道进行结构优化,使其车身侵入量和电池包的安全性能均得到明显改善。

基于试验设计的乘用车前纵梁结构耐撞性优化分析

为了提高汽车的结构耐撞性,以某插电式混合动力轿车的前纵梁为研究对象,参照中国新车评价规程(C-NCAP),基于正面100%重叠刚性壁障碰撞试验工况要求,建立汽车前纵梁有限元模型,以汽车前纵梁的横截面积、内外板材料及厚度为研究对象,以比吸能、平均压溃力和压溃效率为研究目标,对汽车前纵梁进行仿真分析。基于哈默斯雷采样法选取样本点,运用改进的最小二乘法对前纵梁进行响应面优化,结果表明,优化后汽车前纵梁的比吸能提升了1129.14J/kg,平均压溃力提升了8.2kN,压溃效率提升了2.59百分点。

前纵梁耐撞性研究及其多目标优化

为提高前纵梁耐撞性,首先探究了加强筋组数和宽度对其压溃位移、吸能和初始峰值力的影响,综合分析选择设置加强筋长宽高为70 mm×20 mm×1 mm且组数为1的前纵梁为研究对象;然后选取其内外板厚度、材料及加强筋高度作为参数化变量,以质量比吸能(SEA)最大化,质量、初始峰值力最小化为目标,以压溃位移小于180mm为约束,采用哈默斯雷采样方法进行试验设计,并基于该采样数据进行响应面拟合;最后通过全局响应面法进行多目标优化求解。优化结果表明,位移增大25.3 mm,质量比吸能增加143.86 J/kg,初始峰值力下降128823.1 N,质量下降了0.098 kg。优化后的前纵梁耐撞性提高且实现了轻量化,对提升汽车被动安全具有重要应用价值。

基于Helmholtz共振腔的组合结构带隙特性研究

Helmholtz共振结构的声屏障在控制道路交通噪声方面具有潜在的应用前景。为有效提高特定频段的噪声控制,本文设计了一种主腔连接4个副腔的Helmholtz复合共振腔结构。首先,利用有限元法对共振腔模型进行计算分析,得出共振腔的禁带结构和声传播损耗曲线;其次,利用声-电类比法建立了Helmholtz共振腔的等效电路,并对带隙的产生机理进行分析;最后,讨论了结构参数对Helmholtz共振腔带隙的影响,并分析这些参数对第一带隙下限的影响机理。结果表明:声波在Helmholtz共振腔单元间同时存在相互作用和腔内谐振效应,能在晶格常数为60 mm的情况下获得范围为432.43~663.98 Hz的第一带隙,比单、双开口圆环带隙起始频率更低,且大部分频率范围的隔声量达到10 dB以上,最大隔声量超过90 dB,表现出良好的中频隔声特性;等效电路模型与有限元法的计算值的最大误差不超过10%且平均误差低于5%,建立的等效模型是合理的;结构参数对于带隙有较大影响,主要是通过影响共振腔内部气体的体积从而影响带隙。

基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真

利用LS-DYNA开展整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析时,Hybrid-Ⅲ50%仿真假人向前俯冲阶段和回弹阶段的胸压变形曲线与试验结果一致性较差。为此,提出一种基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真方法。首先,开展假人在碰撞工况下的受力分析,得到胸腔结构的简化力学模型,并利用弹簧模型等效模拟简化力学模型的刚度特性;其次,通过假人胸部摆锤标定仿真计算,对胸腔结构等效刚度的弹簧K值和阻尼值进行修正;最后,将修正过弹簧刚度和阻尼系数的假人模型应用于整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析,并与试验结果对比。结果表明:等效弹簧模拟胸腔结构的刚度模型,各工况下的仿真胸压变形曲线与试验曲线有较好的一致性,可为今后的碰撞假人胸部仿真及损伤评估提供参考。

某MPV车型侧面碰撞的B柱安全设计与优化

某MPV车型在侧面碰撞MDB50试验中,为了减小B柱腰线位置的侵入位移和侵入速度,使B柱的变形为有利于保护乘员的模式,通过采用热成形且屈服强度达到1500MPa的超高强钢为B柱加强板,并优化B柱加强板腰线位置截面和内焊U型板及下部位置开减弱孔的方式,来解决B柱中部位置侵入变形过大的问题。该车型优化后在C-NCAP的侧碰试验中结果为满分,证明了B柱优化分析的正确性,为MPV车型B柱的安全设计提供了一种有效的方法。

某MPV车型后排约束系统对标和改进设计

为了减少汽车碰撞安全法规C-NCAP中的整车偏置碰撞试验ODB64对后排假人胸部的伤害,通过对第二排女性假人进行受力分析,和座椅泡沫刚度试验、安全带织带的拉伸试验、静态卷收器芯轴织带环绕拉出试验以及整车偏置碰撞试验,完成了仿真和试验的对标分析,并在仿真模型中改进了约束系统的限力装置,使假人的胸部伤害得到了较大改善,提高了该MPV车型后排乘员的安全保护性能。