为提高汽车碰撞后侧面的安全性,对汽车B柱进行耐撞性能优化及轻量化设计。利用Hypermesh软件划分车辆网格,建立汽车有限元模型。采用LS-DYNA软件分析优化结果,通过B柱加强版进行总成集合化处理,从而实现B柱加强板总成属性转移。采用CAE软件进行仿真实验,确定2 k因子对性能造成影响的关键与非关键因素,通过B柱热成型优化设计提高车辆轻量化效果。实验结果表明应用该方法优化后,车辆B柱轻量化比基础模型升高了15.4%,车辆整体质量减轻了19%以上。通过对汽车侧面碰撞试验B柱进行耐撞性能实验,可知汽车B柱几乎没有发生变形,车厢内假人胸腔未出现损伤。

为解决汽车低速正面碰撞时,防撞梁变形过大超过极限空间,吸能盒吸能不足等问题。重建汽车前防撞系统原始结构,利用混合元胞自动机对其实施碰撞拓扑优化,获得了最佳的材料分布,将防撞梁设计成截面为"目"字形的铝型材,并带有侧翼加强的吸能盒新结构。对新结构方案进行三维模型重建,并将其参数化,搭建了基于ISIGHT优化平台,对设计变量自动寻优求解。研究结果表明新结构设计方法可以得到合理的前防撞系统形状和尺寸,提高汽车低速碰撞的耐撞性指标。

基于响应面法,利用Hyperworks和Ls-dyna软件,以截面边长和厚度作为设计变量,考虑薄壁梁的比吸能、变形与碰撞峰值力进行多目标优化。分析结果表明,优化后的薄壁梁表现出更好的耐撞性能。为了进一步改善耐撞性,分别采取铝合金材料替代与增加诱导槽的方法。对改进前后的薄壁梁进行仿真对比分析。研究表明,替换铝合金材料在对变形要求不大的情况下,能有效降低峰值力,提高比吸能。增加诱导槽虽提高了比吸能,降低了峰值力,但同时使得变形量明显增加。

为了在保证耐撞性的前提下实现汽车吸能盒的轻量化,通过有限元碰撞仿真对比确定了符合要求的吸能盒结构,并采用基于近似模型的优化方法获得了性能最优的多腔结构吸能盒设计方案。首先建立了多种截面形状吸能盒的有限元模型,使用有限元软件进行了碰撞仿真分析。通过对单腔结构吸能盒与不同截面的多腔结构吸能盒的碰撞性能进行评价与决策,确定了符合要求的吸能盒截面形状。其次对此截面吸能盒的内外壁厚进行试验设计,拟合了碰撞性能参数的响应面模型,建立了以吸能盒内外壁厚作为设计变量,以比吸能最大作为目标函数的数学优化模型,并进行了优化设计。结果表明,采用该方法得到的最优方案能够在保证碰撞安全性的基础上实现多腔结构吸能盒的轻量化设计。

B柱是汽车侧面碰撞重要的承载结构件,热成形技术作为先进的集工艺和材料于一体的技术,在汽车B柱上的应用越来越多。针对B柱进行热成形钢轻量化设计;根据高强钢减薄强度等效经典公式,从能量角度推导出新的强度等效公式,并根据工程应用对公式进行合理修正;基于修正后的强度等效公式,对汽车B柱原材料进行热成形钢替换设计,对零件的成形性和吸能特性进行对比分析,根据分析结果采用整车侧碰试验对轻量化效果进行验证,以验证方案的可行性。结果可知根据强度等效原则,并补充了安全系数因子,考虑替换前后钢材料在材料参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响,修正了车身零件的材料强度等效减薄公式;对1500HS材料进行厚度设计,实现零件的材料-工艺-性能的最佳匹配,保证成形性和安全性的前提下,实现材料厚度由2.2mm降低到1.6mm,重量由...

在商用CAD软件Pro／E的基础上，以Pro／Toolkit和VC＋＋6．0为开发工具，集成动力学仿真软件ANSYS／LS—DYNA，建立了储液容器CAD系统。探讨了系统的开发步骤，详细叙述了系统界面创建、流程控制、软件集成以及跌落冲击动力学分析的过程，为有效提高储液容器的耐撞性与可靠性和缩短产品设计开发周期提供了设计平台。

为克服传统薄壁管耐撞性恒定、环境适应性差的缺点,受马尾草结构的启发,提出一种可应用于薄壁管结构设计的磁流变仿生吸能单元的设想。建立了磁流变液仿生单元吸能理论模型和吸能可控度理论公式,对一定尺寸的磁流变液仿生单元进行了有限元仿真分析。结果显示:在一定尺寸和一定压缩条件下,流固耦合仿真和固体结构仿真预测的磁流变液和固体结构的吸能与理论模型预测结果相差分别仅为3.49%和2.16%,磁流变仿生单元吸能可控度随压缩长度的增加而减小,最高可达27.73%。在压缩近67%的长度下,可控度仍可达到12.29%,仿真预测的可控度值与理论值高度一致。最后,将仿真中一定尺寸的磁流变仿生吸能单元应用于传统9胞薄壁管中。对比结果表明:与传统9胞薄壁管结构相比,填充了磁流变仿生吸能单元的薄壁管总吸能量提高了293.7%,固体结构的比吸能提高了62....

对于商用车整车正面碰撞安全性，国标主要考察两个部分：整车结构耐撞性与对应乘员保护，分别影响车身结构设计与约束系统开发，两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求。建立了汽车正面碰撞有限元模型，并对其进行验证。在建立的模型的基础上，使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析，综合评价了整车碰撞性能。针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题，选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象，进行了相应的结构改进。结果表明：改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线，为后期约束系统的开发奠定了良好基础。

介绍了轨道列车的被动防护系统,将碰撞过程中列车的缓冲吸能过程分为4个阶段,即车钩吸能阶段、防爬器吸能阶段、主吸能器吸能阶段及车体大变形吸能阶段.结合各个阶段被动防护要求对车钩吸能系统、防爬器、主吸能器进行了总结分析,对车钩缓冲系统中的橡胶缓冲器、弹性胶泥缓冲器、液气缓冲器、胀管式缓冲装置及其应用进行了分析;对压溃式防爬器、胀破式防爬器、切削式防爬器以及铝蜂窝主吸能器及其应用进行了分析.