基于HyperStudy的车门结构多目标优化方法研究

运用Optistruct求解器对某国产车门的静态刚度和模态性能进行分析,经与该公司的目标值进行对比,发现车门的刚度性能分配不合理且模态性能不满足要求。根据分析结果,以降低车门质量、满足车门性能要求为目的,提出基于Hyper Study通过Hammersley试验设计构造出各工况响应的Kriging模型并对车门结构进行多目标优化。优化后的车门提高了模态性能、合理分配了刚度并取得了良好的轻量化效果。最终用实验对该优化方法的精度和可靠性进行了验证。

基于安全带固定点新法规的座椅结构布置与改进

鉴于新法规GB 14167—2013《汽车安全带固定点》要求全车座椅都配备三点式安全带,导致座椅质量和荷载增加,本文中对某M1类车辆的座椅结构改进和轻量化。首先,对原车单体座椅安全带固定点试验进行建模仿真的结果表明,中间座椅安全带上固定点的最大前向位移为433.1mm,超过RC平面,不满足法规要求。据此,基于传力路径提出结构改进方案,该方案仅使座椅质量增加0.18kg,却使中间座椅安全带上固定点最大前向位移减小至104.3mm,最大应变由0.56减小至0.163,满足法规要求。接着,将满足法规要求的单体座椅放入白车身中进行分析,结果中间座椅安全带上固定点最大前向位移和最大应变分别增至220.9mm和0.198,但仍满足法规要求。进一步通过灵敏度和应变分析对中排座椅提出轻量化方案,仿真结果是座椅质量减轻了1.95kg,而中间座椅安全带上固定点的最大前向位移仅增加了10.4mm。最后进行验证试验。结果表明:仿真与试验结果很好吻合,安全带上固定点的前向位移仅相差8.7mm,前后支撑脚、安全带两个下锚点和车身地板的变形模式与幅值均与试验接近。

安全带固定点强度仿真精度分析及过法规优化

针对GB14167—2013下,座椅安全带固定点试验过法规困难且增重较多的现象,对安全带固定点有限元模型的仿真精度进行探究,旨在以提高仿真精度的方式来指导过法规优化方案的制定。探究了卷收器建模方式、单元积分类型及分布对仿真精度的影响,并建立了可信度较高的某商用车安全带固定点强度分析有限元模型。通过对传统模型中单元类型及分布进行优化,在保证计算效率的同时,使仿真精度得到较大提高。最终,基于座椅的薄弱部件进行结构优化,使其满足国家法规要求,且仿真结果与试验结果基本吻合。

基于新顶压法规的仿真精度分析与优化

针对目前顶压仿真精度较差,无法有效指导新车开发与过法规整改的问题,基于某微型面包车进行顶压仿真精度研究与过法规优化。首先,通过考虑风挡玻璃在顶压仿真过程中的破裂失效行为,实现顶压过程中车顶变形模式的准确模拟。其次,探索加载速度对顶压仿真精度的影响,并结合车顶结构的最低阶模态频率确定合理的顶压仿真加载速度,在保证仿真精度的前提下显著提升了顶压的仿真效率。最后,通过传力路径分析方法确定主要受力部件并进行结构优化,通过关键部件的材料、料厚的合理匹配,在保证顶压性能的情况下,使车身质量仅增加3.16 kg。