车身参数对平台翻滚耐撞性影响规律研究

基于平台翻滚的实车试验,建立有限元与多刚体两种整车仿真模型,并对比实车试验结果验证模型的可靠性。结合仿真与理论分析,研究翻滚角速度与车身参数之间的关系,得出翻滚角速度可作为量化车辆翻滚性能的评价指标结论。通过单因素研究,得出各车身参数(质心高度、车身高度和车辆轮距)对翻滚性能影响的基本规律,以翻滚角速度为指标,结合二次回归正交组合设计方法和多刚体仿真技术,构建车辆翻滚性能与车身参数间的经验公式,实现车身参数与翻滚性能间的定量分析,并通过回归检验与实车对比试验检验公式的有效性。

汽车关键结构对车顶抗压强度影响规律研究

首先建立某微型车有限元模型,根据FMVSS 216a《乘用车顶抗压强度》法规标准,进行顶部抗压强度试验仿真模拟分析。通过能量变化曲线,验证仿真模型的准确性。通过对汽车车身关键部件(A柱、B柱的上下端、顶盖横梁)进行大量仿真试验,研究其厚度对车顶抗压强度的影响规律。根据正交试验结果分析,得出关键部位的影响大小为B柱上端>A柱下端>前挡风横梁>顶盖横梁>A柱上端>B柱下端;其中起主要关键作用的是B柱的上端部位。对汽车车身关键支撑结构(A柱、B柱、顶盖横梁)进行优化设计,得出最佳优化方案,提高车顶抗压强度与安全裕度。

基于正交试验法的B柱抗弯性能研究与优化

B柱作为侧围结构的主要构件,其抗弯性能将影响整车侧面碰撞结果.基于三点弯曲试验设计,结合有限元仿真技术对B柱结构进行了等效简化.采用正交试验法,对外板的厚度和材料、内板的厚度和材料、截面长宽比这5个变量组成的样本空间进行样本点的抽取.通过有限元仿真分析,得到该5个要素对抗弯性能的影响规律,即外板材料对比吸能的影响最为显著;而外板厚度对加载力峰值的影响最为显著,外板材料次之.利用极差方差分析法,获取各因素的最佳水平,获得兼顾了加载力峰值和比吸能最优的参数组合,并通过三点弯曲试验仿真验证了优化结果的有效性.

基于BB-MOPSO算法的微型车前纵梁优化

前纵梁作为汽车正面碰撞中主要的吸能和变形结构在汽车安全问题中具有重要研究意义。选取某微型车前纵梁结构为研究对象进行厚度优化设计。首先利用最优拉丁超立方的方法进行设计变量样本空间的设计,然后在已经建立好的整车模型中进行相关参数修改并进行仿真计算,并根据输出数据建立整车瞬时加速度及前纵梁比吸能的二阶响应面代理模型。应用多目标骨干粒子群(Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO)算法采用自编MATLAB代码得到了分布均匀的瞬时加速度以及前纵梁比吸能的Pareto前沿。该算法在车辆结构优化问题中的使用有效的避免了目前被广泛使用的NSGA-Ⅱ算法Pareto前沿分布均匀性差的不足。最终前纵梁比吸能提高了16.2%,整车正碰瞬时加速度减小了3.6%,前纵梁质量减轻6%,在提高了汽车安全性的同时保证了轻量化。

微车上部结构强度仿真效率提升设计与验证

建立某微型车有限元整车模型,根据GB/T 17578上部结构强度(侧翻)法规及试验方法,进行整车上部结构强度仿真计算。由于整车系统涉及多种接触,网格数量级数较大;同时整个侧翻过程属于准静态翻滚过程,倾翻角速度较小,整个过程持续时间几秒到几十秒,仿真计算效率偏低。基于上述,须对微车侧翻仿真计算效率进行提升,采用能量守恒法、多刚体法、变形体转刚体材料三种效率提升方案设计。通过仿真实验计算与实验结果对比表明,三种效率提升方案在一定误差范围内,分别提升仿真计算效率58%、61%、34%。