某车型25%小偏置碰撞车体结构优化仿真研究

随着国内汽车主机厂对碰撞安全的重视,小偏置试验逐渐被纳入新法规中,仿真分析作为研究的一部分起重要作用。针对某款SUV试验进行对标分析,对不足之处进行碰撞策略的改进,从吸能、掠过和掠过+吸能3种策略上进行仿真和结果分析。从乘客舱的侵入量、改进后质量增加量、改进件的制造成本以及加工难度等因素上分析3种策略的优缺点,最后采纳的改进方案是掠过+吸能策略。     

25%小偏置碰撞策略仿真及优化设计

运用RADIOSS商业软件对某SUV车型进行25%小重叠偏置碰撞对标分析,根据C-IASI(中国保险汽车安全指数)车辆安全性的要求,得到碰撞仿真车体结构的评级结果。碰撞力通过前轮罩外板加强板、A柱、门槛等传递,造成前舱、门环以及门槛变形较为严重,C-IASI评级得分为"Poor"等级。针对出现的问题,提出"掠过+吸能"的碰撞策略,通过改变前轮罩外板加强板特征、增加导向部件以及合理的布置传力路径等方式实现了车身结构优化结果等级从"Poor"到"Good"的提升,证明了该方案的有效性。     

电动汽车偏置碰撞安全性改进的台车方法

针对某纯电动汽车在40％偏置碰撞试验中出现的保险杠和吸能盒撕裂问题,设计了台车试验方案.基于电动车整车模型,建立了台车的CAE模型,通过多次计算仿真,得到台车的等效速度,并按照等效速度对台车模型进行了偏置碰撞试验.仿真和实验中,台车系统的保险杠变形与整车偏置碰撞的变形基本一致,且通过分析吸能盒和纵梁的截面力峰值,验证了台车试验和整车实验的相关性.为基于子系统试验优化保险杠和吸能盒提供了依据,该系统的设计降低了试验成本,提高了优化效率.     

某SUV小偏置碰撞仿真及车体结构优化

为了评估某SUV正面小偏置碰撞结构安全性能,根据美国公路安全保险协会(IIHS)相关评价体系的要求,采用LS-DYNA软件进行碰撞仿真分析。根据正面小偏置碰撞中壁障与车辆的接触主要在纵梁之外,碰撞的载荷通过轮胎和shotgun向后传递到A柱、门槛,造成驾驶舱严重变形的特点,并结合仿真结果中车身变形的情况,提出在车架前端增加结构导向件、shotgun区域增加结构吸能和增加驾驶舱区域刚度等车体结构优化策略。仿真结果表明,车体结构评级由"poor"升至"acceptable",满足设计要求。     

均分区域法标记试验区域的行人保护试验研究

现阶段我国仍属于人、车混合的交通状况,车辆碰撞事故频繁发生。在车辆与行人碰撞事故中,行人属于弱势群体,加上现阶段车辆缺乏对行人保护的措施,行人伤亡严重。在汽车行人碰撞事故中,行人头部受重伤是造成行人死亡的主要因素;行人腿部受伤是造成行人受重伤的主要因素。基于两款车辆以均分区域法标记试验区域的行人保护头型碰撞测试数据,对其进行分析研究。得到在车辆前期设计时,将吸能空间留得足够大,可减小头型碰撞的伤害值,从而减小对行人的伤害。将理论分析与试验数据相结合,找到影响头型碰撞发动机罩伤害值大小的主要原因为发动机罩距离机舱内部的距离,通过前期造型设计使得发动机罩距离发动机舱内部部件距离足够大,来减小头型碰撞发动机罩的伤害值。     

基于25%小偏置正面碰撞的某乘用车前端结构改进设计

对比分析25%小偏置正面碰撞车体结构变形与正面全宽和40%偏置碰撞车体结构变形异同点。针对小偏置碰撞车体结构变形特点提出车体前端结构优化措施,优化措施包括结构改进与材料加强两个方面。对优化后的整车模型进行25%小偏置碰撞虚拟实验,结果表明车体结构优化效果显著,乘员舱侵入量明显减小。进行了正面全宽和40%偏置碰撞工况下的减速度波形验证,证明改进整车模型刚度配置合理,不会影响乘员约束系统的匹配。     

基于偏置碰撞工况汽车前纵梁结构优化设计

偏置碰撞工况发生时,前纵梁将出现折弯变形,严重影响其承载吸能作用的发挥.根据偏置碰撞的特点,搭建车辆正面40％可变形壁障碰撞仿真分析模型,选取三种不同的初速度50km/h、56km/h和60km/h进行分析,获取车身和前舱总成的变形过程;基于分析结果,对前纵梁弯曲变形的吸能过程和失效特点进行分析;采用引导槽和约束板相结合的结构形式对前纵梁进行优化设计,并对尺寸参数进行设计;基于碰撞模型,对优化前后的车辆安全性进行对比分析.结果可知:前纵梁弯曲失效中,向外胀形和向内径缩交替出现的变形形式可以提升承载能力;引导槽式结构和约束板结合的设计形式,可以提升前纵梁发生弯曲变形时的承载能力;引导板的布置间距应为外胀变形与径缩变形模式的波长之和;优化后,碰撞加速度、变形模式和各测点的侵入量均有明显的提升变化,各测点侵入量均较小,离合踏板侵入量在前纵梁改进后侵入量得到明显减小约为10％左右;纵梁前段优化结构的吸能特性己经充分发挥;分析结论为同类设计提供重要参考.     

基于遗传算法和碰撞仿真的材料参数反求

提出一种在吸能管碰撞试验的基础上采用遗传算法反求材料参数的新方法。待反求的材料参数包括板材的塑性硬化参数和应变率参数。取不同碰撞速度下吸能管碰撞试验的平均碰撞力作为参考基准，将根据实际试验条件建立的碰撞仿真模型经计算得出的相应计算结果与参考基准吻合的程度定义为目标函数，采用遗传算法搜寻与试验结果相吻合的材料参数。算例表明，该方法具有较高的精度。由于吸能管碰撞试验是车辆耐撞性设计中通常必做的试验，故应用该方法反求材料的碰撞性能参数可不必进行额外的试验。     

轨道车辆分级压溃式结构吸能装置设计研究

轨道车辆的被动安全技术作为保障列车安全运行的最终屏障越来越受到人们的重视。该文针对车辆吸能装置结构复杂、生产成本高等问题，提出一种两级压溃式结构吸能单元梁设计方案。该方案通过有限元分析与碰撞试验相结合的方式开展不同吸能单元梁壁厚对吸能性能的影响研究，并基于仿真计算结果对吸能部件进行动态冲击试验。结果表明，该吸能装置平均吸能量十分接近，能有效实现充分吸能过程中的可控有序的塑性变形，且结构屈服后平均力值未超过车体静态纵向承载值。该方案在满足车辆设计要求的同时降低结构复杂程度，在产品降本增效方面具有明显的应用优势。     

车辆薄壁结构碰撞性能的研究

利用显有限元方法对4种典型车用薄壁结构进行正碰碰撞仿真,得到其的变形模式、吸能规律、冲击力、速度等一系列参数,分析了不同结构耐碰撞性能的优劣,为车辆耐碰撞性能的设计和构件截面形状的优化奠定了基础。     

汽车碰撞事故判断与新型碰撞吸能装置控制系统研究

通过实车试验研究发现,紧急制动时车辆加速度信号与其他工况有明显区别,可利用车辆的加速度信号识别驾驶员的紧急制动行为以预测碰撞事故。因此,基于制动加速度和移动窗积分算法,研制了一种可用于主被动结合新型碰撞缓冲吸能装置的自动控制系统。实车试验表明,该系统能够有效识别驾驶员的紧急制动行为并预测碰撞事故,能向主被动结合新型碰撞缓冲吸能装置发出正确的触发指令,且工作稳定。     

行人交通事故中碰撞车速和行人身高对行人损伤风险的研究

通过统计分析中国交通事故并深入研究数据库中参与方为小型车辆与行人的事故,获得了行人交通事故中涉及到的行人损伤随着车辆碰撞速度的增高而逐步严重的特征。建立车辆与行人碰撞的多刚体动力学模型,采用模拟分析的方法研究小型车辆与行人碰撞的动力学响应,根据行人交通特征选择六种车辆碰撞速度,并分析MADYMO软件自带三种男性和女性数字假人在上述车辆碰撞速度下的运动姿态和损伤风险,得出车辆碰撞速度对不同身高行人伤害的原因和规律,为行人保护技术开发提供依据。     

货车后部吸能装置的设计及全宽碰撞仿真

根据载货汽车后部不具有阻挡和缓冲吸能等缺点,现设计一种车载式可拆装货车后下部防钻撞保护装置。该装置具有机械剪切型的吸能方式,主要用于高速公路上货车被迫停驶时,防止后部车辆(尤其是轿车)发生追尾钻撞事故。利用PRO/E和ANSYS/LS-DYNA软件对其进行了实体建模和仿真。仿真结果表明:该吸能装置可以分解一次性碰撞的巨大能量,逐渐减小碰撞力并吸收其能量,避免轿车追尾钻入货车下部。并在此基础上,针对全宽碰撞仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了一些改进措施。     

平头汽车碰撞吸能器的结构设计与试验

为平头汽车设计的碰撞吸能装置由正面弧形缓冲板、纵向吸能器等部件组成，对核心部件纵向吸能器的两种结构设计方案进行了实物碰撞试验。通过分析碰撞试验取得的影像及加速度曲线等数据，掌握了纵向吸能器的有关技术参数。试验表明：由于特殊的结构设计，在发生碰撞时，内部填充阻尼材料的吸能器能够有效吸收碰撞能量、延长碰撞冲击时间。     

可伸缩式汽车碰撞缓冲吸能装置的试验与仿真研究

介绍了可伸缩式汽车碰撞缓冲吸能装置的工作原理。针对某量产车型的前部结构设计制造了该碰撞缓冲吸能装置的样件,完成了样车的结构和控制系统的改装。建立了吸能装置的有限元模型,研究了其在正面碰撞时的响应特性。同时,采用台车碰撞试验的方法,研究了该装置在伸出及缩回状态下的高低速碰撞性能。仿真和试验研究结果表明,该碰撞缓冲吸能装置在伸出状态下能有效增加车辆的碰撞缓冲吸能空间,从而改善碰撞吸能过程,更好地保护车内乘员。在缩回状态下,该装置不会对原车型造成不利影响。     

车辆碰撞及吸能材料结构研究进展综述

车辆被动安全保护是降低车辆碰撞事故损失的有效方法,在车辆结构中设置吸能材料和结构是车辆被动安全保护的重要方面。针对国内外兴起的车辆碰撞吸能材料和吸能结构研究状况进行了综合评述,为进一步深入研究吸能材料及结构提供参考。     

真实事故中通过制动控制降低人地碰撞损伤的潜在效益及时空约束

为研究制动控制在降低人地碰撞损伤方面的潜在效益及其时空约束,首先从前期积累的事故数据库中筛选出139例真实的人车碰撞事故,利用PC-Crash对所有事故进行再现,再通过控制车辆制动以降低人地碰撞损伤,最后采集人体各部位损伤、头车与头地碰撞位置及制动控制过程中的时空约束等信息。分析结果显示,在真实事故中人车首次接触后车辆完全制动与否不会对人体损伤造成显著影响;通过制动控制能够显著降低头、臀与地面碰撞所致损伤,并能降低头车、头地碰撞位置的重合率,且不会加重车辆所致损伤;但要求车辆在较短时间内做出判断以正确控制车辆,且8.4%的案例在现实中未有足够空间让车辆实施制动控制。     

基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究

在我国汽车碰撞交通等故中,侧面碰撞事故占30%左右,而我国目前尚未实行相关法规,并且许多汽车企业也未进行相关研究,所以开展汽车的侧面耐撞性研究十分重要。针对国内某SUV车型,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95进行侧面碰撞模拟仿真,从碰撞变形、碰撞吸能以及关键点的加速度值进行分析、评价,对防撞杆进行结构优化研究,通过仿真计算,验征了发生碰撞时优化后的防撞杆结构在变形和吸能方面明显优于改进前的结构,提高了车辆的侧面耐撞性能以及驾乘人员的安全性。为今后开展汽车的侧面碰撞研究以及提高轿车侧面耐撞性能提供了可借鉴的方法。     

6061铝合金汽车保险杠横梁的碰撞性能

基于有限元分析软件LS-DYNA对设计的一种薄壁、中空且带加强筋的铝合金保险杠横梁的摆锤和台车试验进行了有限元模拟;并进行相关试验,与钢制横梁的碰撞性能进行对比。结果表明:在20km·h-1低速碰撞条件下台车有限元模拟与实际试验结果吻合较好;铝合金横梁较原钢制横梁有更好的刚度和吸能性能;在相同的碰撞试验条件下,钢制横梁的吸能性有限,而铝合金横梁能够在较大的速度范围内保持较高的吸能性能。     

轿车底板纵梁正面碰撞的模拟

底板纵梁是影响车辆前部正面碰撞吸能特性的主要钣金部件之一.以捷达轿车的底板前纵梁为原型,应用有限元软件对其在正面碰撞过程中的吸能特性进行了仿真分析.研究了底板纵梁的结构条件对碰撞加速度时间历程的影响规律,得出了吸能特性的合理改进方案,对符合正面碰撞标准的轿车改进设计具有指导意义.