新型汽车缓冲器碰撞特性的数值仿真

汽车碰撞缓冲器的研制开发是汽车安全性研究的一个重要组成部分.本文针对新型机械吸能式汽车缓冲装置,采用对称罚函数的接触算法,利用显式动力分析有限元软件LS-DYNA,计算模拟了汽车缓冲器在碰撞过程中的动力响应,从而考察缓冲器的碰撞吸能特性.与汽车碰撞试验方法相比,计算机模拟具有可重复性好、周期短、成本低的优点,该方法对实车碰撞试验具有实际指导意义和工程应用价值.     

带保险杠系统的螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的电子控制系统

为确保汽车碰撞过程平稳性,提高吸能装置的自动化程度,针对螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置,为其增加新的保险杠系统,并采用以单片机为核心的控制系统,通过接收传感器获取的轮速信号,计算碰撞能量大小,据此即可调整吸能装置的吸能能力.这样吸能装置可以在不同速度下具有相应的吸能能力,即实现吸能能力的自动控制.     

SPH方法在剪切式碰撞能量吸收器中的应用

剪切式碰撞能量吸收器是提高汽车被动安全性的一种实用新型设计。建立了剪切式碰撞能量吸收器数值分析模型,采用SPH方法数值模拟了碰撞吸能器的碰撞过程,研究了其碰撞吸能特性,并通过不同碰撞速度的台车碰撞试验进行了试验验证研究。数值模拟结果同试验结果相符,表明SPH方法在碰撞吸能器性能研究中是行之有效的数值计算方法。同时分析了在碰撞吸能器的复杂碰撞情况下,SPH方法相比有限元法的优势。     

磁流变液的汽车碰撞缓冲吸能装置设计

为了解决目前汽车保险杠刚度不可控、对不同碰撞环境适应性差的问题,针对磁流变液流变特性可控且吸能量大的特点,设计出阻尼力可控的保险杠缓冲吸能装置。以最大阻尼力和动态范围为优化目标,采用Matlab遗传算法对结构参数进行优化。分别建立装有传统吸能式保险杠和装有磁流变液缓冲吸能装置的整车碰撞模型,进行碰撞仿真实验。仿真结果表明:装有磁流变液缓冲吸能装置的汽车整车变形和最大碰撞力明显减小,可以有效减小对人员的伤害,提高汽车的被动安全性。     

汽车碰撞事故缓冲吸能装置设计

本文在系统地研究了国内外汽车碰撞缓冲吸能方法的基础上,通过在车辆纵梁和前保险杠之间安装一套可伸缩的缓冲吸能装置,以实现在碰撞前将设计安装在原吸能梁中的辅助吸能梁及保险杠的中段伸出车外并将其限位,使其参与碰撞吸能,达到增加吸能空间,延长碰撞时间历程的效果。该装置具有结构简单紧凑、成本低廉、可靠性强等优点,具有重要的研究意义和实用价值。     

利用弹塑性变形控制碰撞与接合

根据汽车碰撞模拟试验系统中台车与吸能器之间的碰撞接合问题，用经典理论分析了两物体相互碰撞接合过程。充分利用弹性材料和塑性材料的特性，设计弹—塑性缓冲结构。采用ANSYS—DYNA3D软件对缓冲结构进行大位移变形的动态分析计算。试验证明采用这种结构，能有效控制碰撞瞬间接击力峰值。     

关于汽车吸能转向管柱的应用

随着汽车工业飞速发展,汽车安全已经成为人们关注的热点和急需解决的问题,位于汽车前部的转向管柱及转向轴在碰撞力的作用下要向后即驾驶员胸部方向运动,驾驶员受惯性的影响有冲向方向盘的运动。能量一部分由约束装置加以吸收,另一部分传递给方向盘和转向管柱,良好的汽车转向系统应能够保证驾驶员在汽车发生碰撞时受到的伤害最小,汽车吸能转向管柱的应用在汽车转向系统吸能方面起到较大作用,本文通过介绍吸能管柱的结构及原理,阐述了吸能转向柱在碰撞过程中的作用,论证了这种结构缩短了汽车正面碰撞时方向盘后移尺寸,降低了驾乘人员受二次伤害的程度,提高了汽车的被动安全性能。     

偏心伸缩杆式输送装置输送性能分析与改进

为了提高偏心伸缩杆式输送装置的输送效率,以4FZ-2000A自走式秸秆收获压捆机上的偏心伸缩杆式机构为研究对象,分析了其输送性能及影响因素,得出伸缩杆回转中心在第四象限时满足输送要求,并根据实际需求对伸缩杆进行了配置,建立了1个输送周期内输送量的数学模型,确定了影响输送量的参数。以各参数为设计变量,以1个输送周期内输送量最大为目标函数,采用虚拟样机技术对其进行结构优化设计。研究结果表明:当伸缩杆轴支架长度e=54.2mm,伸缩杆长度L=190mm,伸缩杆轴支架与铅锤方向夹角α=10°,安装高度H=234mm时,1个输送周期内的最大输送量为0.79kg,较优化前提高了36.9%。该研究为进一步研究装置的动力学特性奠定了基础,且为偏心伸缩杆式输送装置的实际设计及生产提供了理论依据。     

汽车缓冲吸能式保险杠碰撞能量衰变特性研究

针对汽车缓冲吸能式保险杠在瞬间将汽车撞击产生的动能转化成多向撞击状态,实现多点同步或异步衰减吸收的目的。基于Hypermesh软件建立汽车缓冲吸能式保险杠正面碰撞有限元模型,采用ANSYS/Ls-Dyna求解器对汽车正面撞击速度分别为10 km/h、20 km/h、30 km/h、40 km/h、50 km/h时保险杠的最大应力及缓冲吸能装置的吸能特性进行数值仿真,得到不同撞击速度下的碰撞能量衰变特性曲线,仿真结果表明：碰撞时吸能盒的凹槽处和横梁所受的应力最大,横梁所受的应力有向中心集中分布的规律,当其应力集中到某一程度时,横梁开始从中心处发生折弯;随着撞击动能的增加,吸能比呈先增大后减小的趋势;碰撞过程中,碰撞能量近似线性衰减,随着撞击速度的增加,碰撞能量衰减曲线的斜率急剧增大。     

轿车车身结构对汽车被动安全性能影响的分析

本文从汽车安全性能的重要性出发,主要介绍了汽车安全性的组成装置,对轿车车身结构对汽车被动安全性能的影响进行了分析,探讨了车身前部和后部碰撞吸能区的结构特点。     

Energy‐Absorbing Behavior of Aluminum Foams: Head Impact Tests on the A‐Pillar of a Car

Hundreds of compression tests have been performed in recent years to investigate the energy‐absorbing behavior of metal foams, which is mainly characterized by the “deformation plateau”. Plateau value and plateau length describe the basic behavior quite well and allow comparison of various foams, but in practice the geometry of the absorbing component and the assembly in the system with supports and panels also influence the behavior. The aim of this work was to evaluate the energy‐absorbing behavior of an aluminum foam absorbing element in an A‐pillar system of a real car. In cooperation with the Austrian car manufacturer Steyr–Daimler–Puch Fahrzeugtechnik, a Magna Steyr company, the deformation element in an A‐pillar of a passenger car was developed and tested. The geometry was given by the design of the steel frame and the cover panel of the pillar. The deformation elements were foamed at ARC Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH (LKR) by the powder metallurgical process route. The head impact against the A‐pillar in overturning was simulated by the standard test procedure FMVSS 201u and the head injury criterion (HIC) was measured. The head impact tests were performed by impact of a free motion head (FMH) dummy against the A‐pillar in a complete car mounted in a special test rig. In a couple of test runs, the required HIC of less than 1000 could be achieved. The measured HIC values depend on the density and the structure of the aluminum foam, as well as on the deformation element geometry. These parameters were investigated and simulations concerning component behavior were carried out.     

防撞柱实车碰撞性能的研究

作为防止汽车炸弹恐怖袭击的有效手段,防撞柱被越来越多地用于重要建筑设施的防护。针对目前防撞柱的研究一般多只停留在软件分析,本文详细介绍了作者们研发的结构防撞实验设施以及利用该设施完成的一种钢管混凝土防撞柱系统的实车碰撞试验。该试验中的撞击卡车加配重总重6.8t,发生撞击时速度约12m/s,卡车货厢前沿未穿过碰撞前的防撞柱内侧边缘,而被完全阻止,符合美国防恐SD-STD-02.01标准规定的防撞柱K4等级要求。对防撞柱进行了静力推覆对比试验,得到了防撞柱的荷载-挠度曲线,并据此对碰撞试验中的能量转换进行了分析。通过对碰撞试验进行简化分析,得到了卡车与柱状物撞击时的卡车前部变形刚度系数以及最大撞击力计算公式,并提出了防撞柱的简化设计方法。     

汽车造型设计的虚拟协同关键技术研究

首先分析了当代汽车造型设计的特征及其内涵,指出改进中间模型的呈现和操控方式,以及加强设计团队的协同工作能力的必要性。在此基础上研究了虚拟现实和多用户网络协同技术,深入阐述了二者的概念、技术要点和实施方法,并以一部概念汽车模型为案例,构建了具体的虚拟现实软件实现及其协同设计冲突权限管理机制,说明了虚拟现实和网络协同应用于汽车造型设计的理论和实践价值。     

A note on bogie impact loads

Simple formulae are presented for the linear elastic and elasto-plastic response of a line of carriages or freight cars that are arrested suddenly. Starting with impact at the leading car, a wave of compression flows along the train during which, ideally, a quarter of a period passes until rest is momentarily achieved. Kinetic energy of the vehicles is changed into strain energy and heat in the couplers. The formulae are approximate but are, nonetheless, useful for design purposes, it being assumed that de-railing does not occur during this collision or buffer incident.     

汽车-自行车碰撞事故三维仿真再现研究

针对一起实际的汽车与自行车碰撞事故，运用多刚体动力学方法建立事故小客车与自行车及骑车人碰撞的三维多刚体动力学仿真模型，利用MADYMO对事故碰撞过程进行了直观的三维仿真再现，分析研究它们在碰撞后的动力学行为特性，计算得出碰撞时刻小客车车速为正确鉴定事故提供了科学的参考依据。仿真再现结果与实际事故情况能较好吻合，初步验证了仿真方法和模型的可行性。     

基于逆向反求方法的儿童车逆向设计研究

基于逆向反求技术的基本原理及其在工业设计中的重要应用,利用GMAGIC逆向反求软件,以儿童车的逆向反求设计为例,对逆向反求方法的设计流程进行实例分析和深入总结,阐述了逆向反求设计的设计流程和设计方法,并在CULT3D软件中对设计的儿童车模型进行虚拟展示。通过逆向设计方法可以快速得到现有儿童车结构的三维数字化数据,并在此基础上展开快速再设计创新,成本低,设计周期短,逆向设计方法在儿童车设计以及其他产品的设计中都具有重要的意义。     

Bending of fibre-reinforced composite thin-walled tubes

The present paper reports on the bending of thin-walled fibre-reinforced composite circular tubes under certain end-clamping conditions, simulating the oblique collision of structural elements of impacted vehicles. The fracture mechanism of the crushed composite tubes is quite different from that of metallic components loaded under the same conditions. Energy absorption in the present case is achieved by material fragmentation; i.e., the mechanism of fracture dominates the phenomenon, rather than plastic deformation. The effect of clamping conditions on the energy absorbing efficiency of the shell is also examined.     

吸波材料理论设计的研究进展

吸波材料的理论设计是吸波材料研究的重要环节.合理的理论设计能有效提高实验工作的效率,缩短生产周期.针对吸波材料的设计方案,从等效电磁参数拟合、多层材料计算以及优化设计3个层次对当前吸波材料理论设计的进展进行了介绍和评述.随着纳米吸波材料的兴起,吸波设计理论需要进一步发展才能满足实际应用的需要.     

基于Pro/E的货车转向架参数化设计系统的研究

将参数化设计技术应用于货车转向架的设计,通过设计参数来驱动转向架零部件的几何模型,简化生成和修改零部件模型的操作。在现有计算机辅助设计软件的基础上,运用其二次开发工具、面向对象的程序设计语言、数据库技术及其编程接口进行二次开发,实现了基于参数化设计技术的货车转向架设计系统,提高了货车转向架设计的速度和质量。