以某微型车门槛梁为研究对象,分析在侧面碰撞过程中的变形模式,确定薄弱截面。为便于对抗弯性能影响因素研究,将其等效简化为单帽梁。设计三点弯曲准静态试验,采用单一变量的方法,分析单帽梁的厚度、截面长宽比和材料对抗弯性能的影响规律。结果表明薄壁梁内板厚度对抵抗弯曲所起的作用较小,薄壁梁的抗弯性能主要由外板厚度来体现,厚度越大,薄壁梁的抗弯性能越好。截面长宽比越小,所用材料的屈服强度越高,薄壁梁的抗弯性能越好。对后期门槛梁结构设计提供参考。

以国内某款客车作为研究对象,建立侧翻原始模型,为节省整车模型从开始到触地瞬间的侧翻时间,提升仿真效率,运用能量守恒定理,根据原始模型建立侧翻简化模型,验证简化模型的准确性并找出侧翻关键结构。以A柱、B柱与上边梁厚度和材料作为设计变量,以最大侵入量和质量为设计目标,构建Kriging近似模型,用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ进行优化。优化结果表明侧翻中整车最大侵入量由最初的153.523mm减小到132.05mm,质量由3.675kg减小到3.508kg,未侵入生存空间并兼顾轻量化。

前纵梁作为汽车正面碰撞中主要的吸能和变形结构在汽车安全问题中具有重要研究意义。选取某微型车前纵梁结构为研究对象进行厚度优化设计。首先利用最优拉丁超立方的方法进行设计变量样本空间的设计,然后在已经建立好的整车模型中进行相关参数修改并进行仿真计算,并根据输出数据建立整车瞬时加速度及前纵梁比吸能的二阶响应面代理模型。应用多目标骨干粒子群（Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO）算法采用自编MATLAB代码得到了分布均匀的瞬时加速度以及前纵梁比吸能的Pareto前沿。该算法在车辆结构优化问题中的使用有效的避免了目前被广泛使用的NSGA-Ⅱ算法Pareto前沿分布均匀性差的不足。最终前纵梁比吸能提高了16.2%,整车正碰瞬时加速度减小了3.6%,前纵梁质量减轻6%,在提高了汽车安全性的同时保证了轻量化。

首先建立某微型车有限元模型，根据FMVSS216a《乘用车顶抗压强度》法规标准，进行顶部抗压强度试验仿真模拟分析。通过能量变化曲线，验证仿真模型的准确性。通过对汽车车身关键部件（A柱、B柱的上下端、顶盖横梁）进行大量仿真试验，研究其厚度对车顶抗压强度的影响规律。根据正交试验结果分析，得出关键部位的影响大小为B柱上端〉A柱下端〉前挡风横梁〉顶盖横梁〉A柱上端〉B柱下端；其中起主要关键作用的是B柱的上端部位。对汽车车身关键支撑结构（A柱、B柱、顶盖横梁）进行优化设计，得出最佳优化方案，提高车顶抗压强度与安全裕度。

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。

基于模块化设计概念,研究了微型汽车车身加速度波形复现技术。论文对微型汽车平台衍生车型的正面碰撞车身加速度波形进行了等效简化,分析了关键结构吸能特性对车身加速度波形的影响;基于能量吸收和刚度等效,设计等效结构台车替代平台衍生车型研发过程中的骡子车,通过车身加速度波形验证试验表明台车设计方法可实现车身加速度的复现,该台车所测车身加速度波形满足乘员伤害相应模型仿真输入要求,有效提高了研发效率并降低了设计成本。

根据微型汽车离合器摩擦热的产生和传递,提出适合研究微型汽车离合器摩擦片表面温度计算的假设条件,通过理论分析得出摩擦片单次接合摩擦表面平均温度计算公式,发现单次接合温升与摩擦功大小和摩擦副本身特性有关;并应用于某一具体微型汽车离合器单次接合温升计算,同时结合台架试验进行检验发现计算结果与台架试验结果吻合良好,说明表面平均温度计算方法及数学模型是确实可行的。

为能有效方便地进行微型汽车发动机悬置系统设计，基于能量解耦理论，以悬置结构刚度剪切比的可行性为指导，悬置刚度和寒装角度作为变量，多种评价指标作为目标值，提出一种悬置系统优化设计方法。并通过实例，验证其可行性。结果表明，该方法有利于提高设计效率，并能得到良好的性能效果。

为了能在发动机的研发设计前期提前发现曲轴的结构设计缺陷，基于柔性体动力学技术，综合应用Hypermesh、Nastran、ADAMS和Msc．Fatigue软件对曲轴系统进行疲劳分析，并通过更改曲轴材料使曲轴满足疲劳耐久要求。结果表明，该方法为保证在设计前期满足曲轴疲劳特性要求提供了高效可行的方法。