侧面碰撞车门防撞杆的失效与焊缝布置优化

介绍车型侧面碰撞试验,并对试验过程中防撞杆开裂的问题开展系列检测与分析,如外观观察、金相组织分析、断口分析以及三点弯曲试验等,最终查明零件失效的根本原因并提出整改方案。结果表明:防撞杆材料为高强度焊管,经过淬火+低温回火后材料组织敏感性较高;防撞杆在与支架进行二氧化碳保护焊接过程中受到焊接热的影响,进而导致焊管局部材料组织发生转变、力学性能遭到弱化,侧面碰撞时从薄弱区发生开裂。通过改变防撞杆与支架的焊缝布置方式,由周向焊接更改为纵向焊接,来减轻焊接热的影响,后续零件已经顺利通过碰撞试验。     

基于侧面碰撞特性的B柱总成轻量化设计分析

基于侧面碰撞吸能特点,对B柱总成进行轻量化设计。从材料、工艺、结构等方面入手,对原B柱外板和加强板进行轻量化设计,采用热成形材料替换、增加补丁板和激光拼焊等3种方案进行设计,采用侧面碰撞仿真分析对方案进行可行性验证,并将设计方案综合应用到实际车型中对方案进行检验。结果表明:3种方案均可实现轻量化设计;热成形材料替换方案的最大侵入量和侵入速度最优,材料的碰撞安全性最高;在满足碰撞安全性的前提下,激光拼焊方案和热成形材料替换方案的轻量化效果基本相当,所研究的案例轻量化效果达到减重16%左右;综合应用分析方案,在满足碰撞安全性法规的前提下,实现减重20%,同时仿真与试验误差控制在15%以内,表明研究结果可以应用于实际车型设计。     

紧急制动工况下某型削角方舱结构有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,确定了某型削角方舱结构在行驶过程中的极限承载力,提出了方舱结构的改进设计意见.首先,通过模型简化、单元选择,建立了方舱结构的有限元模型.然后根据方舱结构的设计使用情况,选择载荷情况最为危险的紧急制动工况为分析对象,对建立的有限元模型进行了有限元分析及计算,通过强度和刚度的分析,寻找出了方舱结构中强度与刚度薄弱或富余的构件,为方舱结构的改进设计提供了数据支持.分析结果表明该方法是有效的,可广泛应用于方舱结构的改进设计.     

冷喷涂粒子碰撞行为三维有限元热力耦合分析

冷喷涂粒子的碰撞变形行为对粒子的沉积起着重要的作用.采用ABAQUS/Explicit显式有限元分析软件对冷喷涂过程中粒子碰撞行为进行了三维数值模拟.通过引入材料的失效模型,获得了与文献报道试验结果相吻合的计算结果.计算结果表明,随着粒子速度增加,粒子变形程度增加,基体坑深增加.粒子大小对其碰撞变形形貌影响不大,不同尺寸粒子的变形具有相似性.     

基于耦合仿真的追尾碰撞乘员保护分析

基于自动紧急制动系统,对乘员动态响应及损伤值的影响进行分析。自动紧急制动系统模型与约束系统MADYMO模型是基于NHTSA关于追尾碰撞的紧急场景与相应整车数模搭建而成。耦合模型基于以上两模型集成搭建,并且模型的有效性通过试验数据得以验证。研究表明:车辆匹配自动紧急制动系统后,乘员的头部3 ms加速度减小了8.6%,HIC36减少了18.3%,胸部压缩量减小了13.8%。     

焊点位置偏差对纵梁碰撞性能的 影响分析

汽车正面碰撞试验研究表明,汽车纵梁是主要的吸能元件,不仅其材料性能和结构尺寸影响吸能能力,而且焊点质量和焊点分布方式也具有重要影响。采用计算机模拟方法对汽车纵梁进行研究,建立了用于确定不同焊点布置统计分布函数的蒙特卡罗模拟方法,着重探讨随机分布情况下焊点位置对前纵梁压溃性能、能量吸收情况的影响。研究表明:不考虑焊点失效时,在不同的焊点位置分布情况下,最大吸能效果比最少吸能效果高8%以上。同时焊点位置分布对焊点失效以及前纵梁的变形模式有较大的影响。     

1300MPa级热成形钢高应变速率本构模型分析

对CR950/1300HS的静态和高应变速率下的力学性能进行测试,采用5种不同的硬化模型对静态力学性能曲线进行拟合;选取误差较小的Swift和Hockett-Sherby模型,通过引入加权系数组成混合硬化模型;选取半径为5 mm的缺口拉伸试件进行混合硬化模型验证。在混合硬化模型中引入应变速率强化项,构建应变速率相关的混合本构模型。基于车身B柱侧面碰撞工况,对比应变速率相关的混合本构模型和其他本构模型仿真分析结果与实测结果的差异,以验证模型的可靠性。结果表明,混合硬化模型的仿真分析结果与试验测试的最大力误差为2.15%,可决系数达到0.976,优于其他硬化模型;CR950/1300HS的塑性、屈服强度和抗拉强度随着应变速率的增加得到一定的提升。应变速率相关的混合本构模型所得关键点应力与实测结果误差小于5%;B柱侧面碰撞仿真时,采用混合本构模型得到的最大侵入量和侵入速度的误差分别在4.5%和3.68%以内,优于采用其他模型的结果;因此,可选用该模型作为材料输入应用于碰撞仿真分析。     

折弯机滑块结构对工件折弯精度的影响分析

对滑块进行有限元分析,找出滑块的薄弱位置。采用增加滑块厚度、增加滑块板筋厚度、改变滑块底部受力位置等三种改进方案进行测试,得出通过改变受力位置来减小滑块变形是最经济有效的方案。依据工件折弯精度检验方法,将优化前后的折弯机进行加工试验,进而验证滑块优化的正确性,为进一步完善和优化折弯机滑块提供了理论依据。     

某重卡前轴成形辊锻质量因素分析

运用Deform软件初步建立了某重卡前轴成形辊锻工艺的有限元分析模型,通过比较模拟仿真与最初辊锻工艺生产出的锻件,以第二道次为例,研究了辊锻摩擦因子、温度、辊锻速度三个工艺参数对辊锻件长度和最大成形载荷的影响。据此对初始的有限元模型进行了优化,根据优化后的仿真结果对辊锻模进行了重新设计,生产出锻件尺寸合格,与模拟结果完全吻合     

斜轧穿孔法制备Ti80合金无缝管工艺分析

运用有限元技术模拟了两辊斜轧穿孔法制备Ti80合金无缝管坯的三维热力耦合过程。仿真结果能动态显示坯料从咬入到稳定穿孔再到穿出3个阶段复杂的塑性成形过程,并能辅助分析中心孔腔的形成机理以及坯料在穿孔阶段各物理场量的分布。结果表明:坯料刚接触顶头时,中心金属存在明显塑性变形,结合轧制中心线上不同方向的正应力状态为(+,-,+),判断中心孔腔的形成为拉应力作用下的塑性开裂。在穿孔过程中,坯料的应变分布沿轴向呈U1+W+2U2形态,沿径向为片层状,最终穿制毛管等效应变可达5～11;坯料的外表面与导盘接触区应变速率为0.71～3.6s~(-1),而与轧辊接触区高达4.6～26s~(-1),大的应变速率有助于毛管的塑性成形过程;顶头前坯料的温度最高,与穿孔工具接触的区域温度略有降低,但绝大部分变形区温度都处于单相区。模拟所得全流程顶头轴向力与轧制力的变化呈现典型的3阶段分布,其中稳定穿孔阶段力能参数的均值接近试验所得,从而验证了模型的准确性。基于有限元模拟的工艺条件,在实验轧机上一火次顺利穿制出Ti80合金无缝管坯,其显微组织展现为单一的魏氏组织形态,且由于变形剧烈,从外表面到中间层再到内表面均为等轴细小的β动态再结晶晶粒;力学性能测试表明该组织状态下的毛管的强度和塑性均满足指标要求。     

单侧载体多工位级进冲模模具结构偏载分析

以某汽车油箱支架结构件单侧载体多工位级进模为研究对象,通过对冲压成形过程进行全工序数值模拟获得了模具结构受力情况;针对第3工位中修边凸模受侧向力较大的现象对其进行偏载分析,获得了凸模的侧向变形量,并提出采用靠块结构来减小凸模的侧向变形;选择第3、第4、第9工位和合模时受力较大的冲压时刻,利用载荷映射系统将模具受力映射到结构分析的有限元模型上,对模具结构进行静力分析,并获得了模具结构在冲压方向和侧向的变形量;采用电阻应变测量方法对该多工位级进弯曲模在冲压成形过程中的应变值进行了测量。结果表明,采取靠块结构可有效地减小单侧载体多工位级进弯曲成形时的偏载,应变实测值与理论分析结果吻合较好。     

振动筛侧板强度分析及试验研究

按照有限元结构原理建立了直线惯性振动筛侧板强度分析模型，采用ＳＡＰ５软件，应用振型叠加法求侧板的动力响应。     

扭转冲击对PDC钻头钻进效果影响的仿真模拟分析

PDC钻头组合扭力冲击器在均质岩层钻进时,克服了PDC钻头不能用于硬岩层钻进的难点。为了分析扭转冲击对PDC钻头钻进效果的影响,采用ansys/ls-dyna软件对PDC钻头有扭转冲击及无扭转冲击钻进两种情况进行了仿真分析,得出了PDC钻头钻进时,钻头的运动及岩层的破坏图形。通过比较两种不同条件下的图形,发现有扭转冲击作用使PDC钻头平稳钻进,对破岩具有额外的贡献,并能减少井斜度。     

侧方交会的精度分析

以交会角每15°的间隔变化及与测角α、β的相对大小变化组成的45种图形结构为基础,对侧方交会精度进行了具体分析,指出了即使γ=90°时也要注意选取最理想的图形结构,提出了一般规范应当修改及修正的正确数值的建议,总结出了交会角确定时,点位中误差随测角大小变化的规律,阐明了侧方交会时提高精度的具体操作法。     

中厚板轧后冷却圆形喷嘴射流冲击行为分析

在中厚板轧后冷却过程中,喷嘴的射流冲击形式和钢板表面积水层深度对冷却能力有着重要影响。本文利用ANSYS Fluent软件进行模拟仿真,研究了相同口径的圆形喷嘴,在不同倾斜角度、入口速度的条件下,射入不同积水层深度的水流场,分析了水流场中的流速及对钢板表面的冲击压强的变化趋势,得出初始流速、钢板表面积水层深度对射流钢板冷却冲击的影响关系。结果表明：喷嘴倾角越大,初始速度越大,钢板表面的积水层越薄,射流冲击钢板表面的压强值越大,冷却能力越强。     

宝钢SP定宽机侧压框架动力学分析

本文利用数值分析方法,在不同间隙分布条件下分析了SP轧机侧压框架的动态响应,得出在频谱分析中存在多个峰值区间,其对应的频率值为激励频率的整数倍,为了解SP的机构性能提供了参考.     

大型轧机撞击力的分析

依据能量平衡原理,通过对轧件及轧辊的运动力学分析,导出了撞击力的解析表达式,并讨论了影响撞击力的因素,所得结论既可指导生产者优化轧制工艺规程和作为故障分析的重要依据,也可用于轧机设计人员在设计时参考的资料.     

能效对标是电解铝行业实现节能减排的重要途径

能效对标是指企业为提高能效水平,与国际或国内同行业先进企业能效指标进行对比分析,确定标杆,通过管理和技术措施,达到标杆或更高能效水平的节能实践活动.电解铝行业是有色金属重点耗能行业之一,本文论述了能效对标在铝电解节能减排中的重要作用.     

前隔板侧板多工位级进模设计

分析了前隔板侧板的冲压工艺,详细介绍了零件排样设计,阐述了模具整体结构及其关键零件设计和模具制造工艺。实践证明,模具结构合理,生产的零件质量合格,对类似零件的多工位级进模设计有一定参考价值。     

基于数值模拟的转向架侧梁焊接顺序优化设计

针对复杂构件焊接变形难以预测的问题,以转向架侧梁结构为例,选取7种重要焊接接头,基于SYSWELD软件进行焊接接头温度场、应力场计算。运用"局部-整体"有限元法提取焊接接头局部模型,导入侧梁整体壳网格模型中,在现有生产工艺条件下设置不同的焊接顺序计算侧梁整体焊接变形。通过计算不同焊接顺序下的侧梁的变形趋势、局部焊接残余应力分布,选取变形小、应力小的最优焊接顺序。该焊接顺序优选方法充分保证了计算准确性,有效降低了仿真计算规模,提高了计算效率,对复杂焊接结构的焊接变形分析、预测和控制提供了理论依据。