基于正面碰撞的轿车车身正向概念设计的研究
汽车防碰撞系统研究文献综述
汽车防碰撞系统研究文献综述1.引言汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。
为了防止汽车在行驶中,特别在高速行驶时发生碰撞,一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统,这是一种主动安全系统。
汽车行驶时,防碰撞系统处于监测状态,当汽车接近前车车尾或超越前车时,该系统将发出警告信号。
在发出警告后,如果驾驶员没有采取减速制动措施,该系统便启动紧急制动装置,以避免发生碰撞事故。
2.概述防碰撞控制系统装有测距传感器,它们利用激光、超声波或红外线,测得汽车与障碍物间的距离,这个距离信号,加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器,通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度,并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。
当将要碰撞时,控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令,使汽车发动机降速并及时制动,从而有效地避免碰撞。
3.测距传感器(1)防碰撞传感器① CCD照相机CCD(电荷耦合器件)摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值,并作为图像信号输出。
在夜间,由于照相机处于低照度的环境,只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。
汽车装设的CCD照相机如上图所示,当点火开关接通时,变速器换档杆换到前进档或倒档,多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。
② 激光雷达激光雷达是从激光发送至被测物体,然后反射回来被接收,其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。
早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束,并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。
现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识,因而开始采用扫描式激光雷达。
根据物体的反射特性,激光的反射光亮变化很大,因此可能检测出的距离也是变化的。
由于车辆后部的反射镜等容易反射,故可以检测出稳定的较长距离。
有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量,故测出的距离较短。
另外,在检测侧面方向及后方的障碍物时,与检测前方障碍物的情况不同,如果障碍物上没有反射镜,那么由于各种障碍物的反射特性变化很大,故可能稳定测出的距离 变短。
基于RADIOSS的车身正面碰撞仿真分析
行业应用•Industrial Application基于RADIOSS的车身正面碰撞仿真分析!宁士翔,胡静波,庆光蔚,王小燕,王爽(南京市特种设备安全监督检验研究院大数据中心,江苏南京210019)摘要:根据GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》法规的要求,以某型客车车身为研究对象,将建好的几何模型导入HyperMesh软件中,通过拓扑修复、抽取中面以及简化模型等操作,完成对车身数模的几何清理,建立了车身正面碰撞有限元模型%在RADIOSS环境下,设置材料属性,选取弹簧单元焊点模型以及TYPE7接触类型,对其正面碰撞过程进行数值模拟,同时对碰撞过程中的车身变形、能量转换规律以及速度和加速度进行分析%将仿真结果与实车碰撞试验结果进行对比,验证了车身模型的正确性%结果说明基于RADIOSS的计算机仿真方法不仅能指导客车车身的碰撞试验,并且可以大量缩减实车试验成本,具有较大的工程借鉴意义%此方法为车身结构的进一步优化提供了研究基础%关键词:客车车身;正面碰撞;RADIOSS;仿真中图分类号:U463.82+2文献标识码:A DOI:10.19358/j.issn.2096-5133.2021.02.011引用格式:宁士翔,胡静波,庆光蔚,等.基于RADIOSS的车身正面碰撞仿真分析[J],信息技术与网络安全,2021, 40(2):66-69.Simulation analysis of car body frontal crash based on RADIOSSNing Shixiang,Hu Jingbo,Qing Guangwei,Wang Xiaoyan,Wang Shuang(Big Data Center,Nanjing Special Equipment Safety Supervision Inspection and Research Institute,Nanjing210019,China)Abstract:Based on the car collision regulation of GB11551-2014“The protection of the occupants in the event of a frontal collision for motor vehicle”,aiming at coach body,the geometry model was imported into the HyperMesh software, geometric cleaning of the digital model of the car body was completed through topology repair,midface extraction and simplified model operations,and the finite element model of frontal crash was established.It set the material properties, and selected the spring unit solder joint model and TYPE7contact type in the software RADIOSS.The frontal crash process of coach body was numerically simulated by the software RADIOSS.And coach body deformed,energy transfer rule, velocity and acceleration were analyzed.Through the comparison between simulation and test,the validity of coach body model was verified.The results show that the computer simulation method based on RADIOSS can not only guide the collision test of bus body,but also greatly reduce the cost of actual vehicle test,which has great engineering reference significance.This method provides the research foundation for the improvement of coach body structure.Key words:coach body;frontal crash;RADIOSS;simulation0引言据相关资料统计,2009-2018年,我国汽车保有量和交通运输基础设施建设处于快速发展的重要时期#然而道路交通事故的发生量在我国近十年内,整体呈现先降后升趋势#2015年我国道路交通事故发生量处历史低点,而后再次岀现反弹,2018*基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC0809005)年事故发生数甚至超过十年前的统计水平,死亡人数居高不下,直接财产损失进一步增高[1]#目前,国内外关于汽车被动安全性研究,主要是通过实车试验和计算机模拟仿真两种方法来进行的#由于实车试验需要大量的成本投入,以及“实车试验-改进结构-再次实车试验”需要较长的周期,因此计算机仿真模拟被广泛地运用于汽车被动安全性领域[2]&根据GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保66投稿网址:《信息技术与网络安全》2021年第40卷第2期Industrial Application•行业应用护》法规要求,本文以某型客车车身为研究对象,建立了车身正面碰撞有限元模型#利用RADI0SS软件对该型客车车身正面碰撞进行仿真计算[3]#通过分析碰撞过程中的变形、能量、速度以及加速度变化,完成对该型客车车身在正面碰撞过程中的安全性评价灼#1建立车身有限元模型1.1网格划分在HyperMesh软件中导入PR0-E建好的几何模型,通过拓扑修复、抽取中面以及简化模型等操作,完成对车身数模的几何清理#由于客车车身在正面碰撞过程中,变形较小的是中尾部,而变形较大的往往是车头部分,因此采取“后疏前密”的原则划分网格#车尾、车身中部、车头部分的网格单元大小平均分别为20mm、15mm、10mm#客车车身有限元模型如图1所示,共有426299个单元,453391个节点#图1车身有限元模型1.2材料属性设置碰撞过程中的塑性变形是车身碰撞吸能的主要形式,合理的材料参数设置对碰撞仿真精度有着重要的影响[54#在有限元模型中,车身蒙皮的材料是08AL钢,车身骨架是16Mn钢#材料模型选用的是RADI0SS中各向同性的弹塑性材料PLAS_J0HNS#表1是车身材料的密度、泊松比、弹性模量以及屈服极限等参数#表1材料参数名称密度/(t/mm3)泊松比弹性模量/MPa屈服极限/MPa08AL7.8X10-90.320700019616Mn7.8X10-90.32060003451.3点焊装配通常情况下,车身各钣金件的连接方式主要有焊接、螺栓连接以及铆接#其中车身装配的常用连接方式是点焊#在碰撞有限元仿真中,模拟焊点模《信息技术与网络安全》2021年第40卷第型主要有梁单元、体单元以及弹簧单元几种形式[64#本文选取弹簧单元焊点模型来装配客车车身各部件,其主要通过弹簧单元连接各部件的壳单元,然后通过定义弹簧单元的材料属性来模拟焊点的应力应变特性#图2是车身装配的焊点模型,共包含了6728个焊点#图2车身焊点模型1.4接触设置在汽车碰撞仿真计算中,常用的接触类型有节点与面的接触、面与面的接触、单面的自接触#此次碰撞仿真分析中,接触类型选用的是RADI0SS中的/INTER/TYPE7274,它可以模拟自接触以及主从点面接触,其中静摩擦系数设置为0.25#2仿真结果分析按照法规GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》的要求,在RADI0SS软件环境下,设置碰撞初始速度为48.3km/h,仿真时间为130ms#2.1变形分析图3是在不同时刻下(0ms、40ms、80ms、120ms)车身的变形图#从图中可发现,车头前部变形较大,其中引擎盖、前围、保险杠的吸能效果较好#此外,在40ms~80ms时间段,车身前部变形趋势明显,在之后的时间段,车身结构变形不大#图4(a)是车门相对变形量曲线,图中最大变形量为4mm,碰撞结束后车门可以在不借助其他工具的情况下打开#图4(b)是驾驶室的相对变形量曲线,由图可知最大变形量为46.4mm,远小于法规规定的127mm[84,并且该变形量对驾驶室乘员的安全生存空间影响不大#2.2能量分析汽车发生碰撞时,大部分动能都转化为系统内能,另外一部分则转化为沙漏能和接触能,还有极少部分以发光、发热等形式耗散掉。
哈飞路宝正面碰撞安全性车身优化设计
・
设计 ・ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ计算 ・ 究 ・ 研
哈飞路 宝正面碰撞安全性车身优化设计
于 多年 赵 金 星 李 幼德
(. 1吉林 大学 ;. 2哈尔滨 飞机制 造公 司 )
【 摘要】 针对哈飞路宝轿车车身设计 的具体要求, 建立了用于碰撞分析 的整车车身结构简化有限元模 型, 并利用
Ke r y wo ds: r o Ca b dy, Optm iato de i n, o t l i z in sg Fr n a Cr h as
优化设 计 和局 部改 动 ,使 其碰撞 吸能性 能得 到进一
l 前 言
汽 车 的被 动安 全性 为汽车 产品竞 争力 的重要 标 志, 也是 新车设 计应 考虑 的主要 因素 。 汽车 被动安 全 性设 计是 非 常复杂 的系统 工程 ,其根 本任务 是通 过 合理设计 控制 汽车 碰撞 中结构部 件 的变形 、受 力和 相互作 用 ,使 乘员 被伤害 程度 降到最 低 。汽车 碰撞 中, 车身 是吸 收能量 的主体 , 车身 的安 全设计 水平 决
该 模 型 对 车 身 前部 结 构 的 几 种设 计 方 案 进 行 了选 择 分 析 。利 用 计 算 机 模 拟 技 术 对整 车 车身 结 构 的 有 限 元 模 型 进行 了模 拟 碰 撞 分 析 。模 拟 结 果与 实 车碰 撞 试 验结 果 的对 比表 明, 采 用计 算 方 法 和 模拟 过 程 正 确 , 出 的优 化 设 计 方案 所 提 可 以提 高 该 轿车 产 品 的被 动 安 全性 。
MA mo e s d fr c a h a a y i o h oe c r b d a e b e u l b ih s lc e n lss fr s v r ld sg d lu e o r s n lss ft e wh l a o y h v e n b i ,y wh c e e t d a ay i o e e a e in t s h me b u o t a o y sr cu e h s b e a re r u h B sn o u e i lt n tc n lg ,i lt n c l c e s a o t r n rb d tu t r a e n c r d t o g . y u i g c mp trsmua i e h oo ysmu ai o— f c i h o o l in a a y i eae o d ti d F i o n l ss rl td t ea l EMA d la o t w oe c r b d t c u e h s b e o d ce . y t e c n r s b — s e mo e b u h l a o y sr t r a e n c n u td B h o t t e u a t e n smu ai n r s l a d ts r s l a o tr a a r s , a e n v r e h tt e c mp tr me h d a d smu ai n w e i lt e ut n e t e ut b u e l r c a h i h s b e e f d t a h o u e t o n i lt o c t i i o c u s sf a i l. e o t z t n s h mec u d i r v h e in lv l n t ef l f a sv aey frv h ce o re i e sbet p i a i c e o l mp o e t e d s e e h e d o si es ft e i l. h mi o g i i p o
基于结构耐撞性的汽车车身轻量化设计
料提升到一定等级的高强度钢材料 ,同时降低料 厚, 达到不降低 l能指标 而减重的 目的 。 生
43 结构 优化 结果 .
减重环节的高强度钢可以降低大部分料厚大 于 1m . m的零件 ,通过使用更高等级的高强度钢 0
材料 可 以降低料 厚 02 m 04 .m . mm。 把 以上 可接受 的方 案结 合在 一起 ,将 未被 列 入 敏感 表 的零 件考 虑其 他要 求及 工艺 实现 。仿 真 分 析最 终 方 案 包 括 全 宽正 碰 、0 4 %侧 面 碰撞 和侧
问题 。
关键 词 : 强度 钢 高
轻量 化
结构 耐撞 性
1 引 言
汽 车 的安 全性 能 和节 能环保 是 目前 汽 车结 构 设计 面 临 的两大 问题 ,这 些 问题 与 汽车 的轻 量 化 问题 密切 相关 。据统 计 , 车总重 量每 减轻 1% , 汽 0
轿车车身结构安全性设计的基本思路是 : 利 用 车身 的可变 形 区域有 效 吸收撞击 能 量 ,以确 保
结果 的基 础上 对工 字 梁结构进行 了改进 。
关键 词 : B U 前桥 A AQ S
工 字梁
强度
1 前 言
工 字 梁 是前 桥 总 成结 构 中 最重 要 的 承载 件 , 传递着车架与路面之间的全部作用力 ,在汽车制
动 时承受 巨大的 载荷 ,因此 对极 限制动 工况 下 工 字梁 的强度分 析 十分必要 。本 文利 用有 限元 软件
2 轿 车车身结构设计过程
1 技 术纵横 8
轻 型汽 车技 术
21 ( ) 27 02 9 总 7
A A U B Q S在前桥工字梁结构改进中的应用
何 润华 沈 磊
汽车正面碰撞组合拟合设计理论及安全性研究(田晟)PPT模板
感谢聆听
第5章基于EDTW包络线的目标车体结构设计
5.1轴向溃缩与失稳弯 折的吸能模式的区别
5.3管梁截面尺寸设计 原则
5.5小结
5.2基于能量分布的传 力路径分配
5.4兼顾轻量化要求的 具体截面的尺寸设计
参考文献
07
第6章目标车体结构正面 碰撞仿真分析
第6章目标车体结构正面碰撞仿 真分析
6.1纵梁具体方案设计 6.2基于有限元方法的轿车正面 碰撞仿真分析 6.3小结 参考文献
2.3大变形动力学有限 元求解中的关键技术
2.5单元算法
2.2物质描述与非线性 动态方程
2.4中心差分法与时间 步长控制
2.6接触碰撞的数值算 法
第2章动态显式非线性有限元理 论
2.7小结 参考文献
04
第3章正面碰撞建模与动 力学方程
第3章正面碰撞建模与动力学方 程
3.1基于ESW的胸-车动力学方程 3.2基于ESW的胸-车动力学方程 3.3基于一般车体减速度的胸-车动 力学方程 3.4小结 参考文献
汽车正面碰撞组合拟合设计理论及安 全性研究(田晟)
演讲人
2 0 2 X - 11 - 11
01 前言
前言
02 第1章绪论
第1章绪论
1.1研究意义 1.2国内外研究现状 1.3研究思路和框架 1.4小结 参考文献
03
第2章动态显式非线性有 限元理论
第2章动态显式非线性有限元理论
2.1有限元概述
05
第4章基于拟合法形的正面碰 撞胸部减速度比较计算
第4章基于拟合法形的正面碰撞胸 部减速度比较计算
4.1基于ESW、TESW和EDTW的波 形拟合计算
4.2基于ESW、TESW和EDTW的胸 部减速度比较
基于正面力传递路径的轿车车身结构耐撞性
Ab ta t S rcua ca h oti s a v siae r a s n e a b d rv e ies ft. h sr c : t trl rs w r n sw si et tdf p s e g r F o yt i o ev hc aeyT e u he n g oa c o mp l a t.o y t cuewa n l e a e nlefrel n mi i ahO o tI a twi ea t-o y uob d r tr su sa a z db s do I a s s o p t frna i c. t l uob d y h cc r sn f mp hh f i l n d len ulu i eH p r rspo rm a ds m e at b i rv dic dn it e me t ne e mo e b i b i sn t y eWok rga n o ekyp r en i o e l ig g t gh s g mp nu
基于正面力传递路径的轿车车身结构耐撞性
刘 钊 ,朱
( 上海交通大学
平 ,喻
明,卢家海
上海市数字化汽车车身1 程重点实验 室,上海 ,2 0 4 ) 二 0 2 0
摘 要: 提高整车安全性,研究了 为了 某轿车车身结构耐撞性。分析了 整车正面碰撞过程中碰撞力传 递路径,利用 H prok 软件,建立整车有限元模型,对车身结构关键零件 ( y eWrs 前纵梁、保险杠横梁
Po rm, N A , h h n lrni at i g a i (G ) n e te i4 %o sl of r a C C Piw i eifI of g n c o S u f cwt r ib r rR B ad h h r mp h id r e l o 0 f ef n S f r
轿车碰撞安全性的评价及车身碰撞安全性设计
Ke wo  ̄ :Co l i n s f t Fr n a ol i n S d ol i n Ch l r n pr t c i n Pe e t i n p o e to y r l so a e y i o t l l so i e c l so c i i i e oe t d o d s ra r t c i n
c lso aeyo aiu e il d l ol ins ft f r sv hcemo es nAme c , J p n E rp n sr i. Evl aino e il ol insft i v o i i r a a a , uo ea dAu t a l a au t f hcecli o aey o v s
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汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元有限元模型的开发与验证
汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元有限元模型的开发与验证汽车事故往往是不可预测的,特别是在道路上的高速行驶中。
为了保障驾驶员和乘客的安全,现代汽车技术已经发展到了一个非常高的水平,其中之一就是采用有限元分析技术来对车辆碰撞造成的损伤进行评估和预测。
本文将介绍一种针对汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元有限元模型的开发与验证方法。
首先,我们需要建立一个具有物理实际性的汽车模型。
这个模型应该包括车身、车门、座椅以及安全气囊等部件,同时包括汽车撞击时可能受到的不同类型的冲击。
模型的准确性非常关键,因为它将直接影响我们后续分析的结果。
其次,我们需要进行有限元分析,这可以帮助我们预测车辆在不同条件下受到撞击时可能遭受的损伤。
首先我们使用有限元法对汽车的结构进行网格划分,然后在每个单元上应用所需的物理方程。
这可以非常有效地模拟汽车在撞击时可能发生的变形,分析应力分布和它对汽车各个部分的影响。
在对汽车模型进行有限元分析时,我们使用了一个名为ANSYS的软件。
这种软件可以使用有限元法进行模拟,并检查模型中存在的任何问题。
在模拟过程中,我们考虑了不同的材料特性以及撞击时的力。
通过此模型的仿真分析,我们能够预测汽车在不同速度、不同冲击角度和不同冲击方向时可能遭受的损失。
最后,我们通过实验验证了该有限元模型。
我们通过在真实撞击实验中测量汽车变形程度、应力分布等来验证模型。
我们将实验结果与有限元模拟结果进行比较,结果表明模拟结果与实验结果非常接近。
这证明了该模型在汽车撞击安全评估中的有效性。
总之,建立汽车模型并进行有限元分析对于汽车安全评估非常关键。
在本文中,我们介绍了一种针对汽车正面偏置碰撞可变形壁障壳单元的方法进行有限元分析的方法。
该方法使用ANSYS软件进行模拟,并通过实验验证了该模型的准确性。
随着汽车技术的发展,有限元分析将在汽车碰撞评估中扮演越来越重要的角色。
有限元分析在汽车碰撞评估中的应用越来越广泛,已经成为汽车设计与制造的重要工具。
基于碰撞安全性的轿车车身结构轻量化设计
基于碰撞安全性的轿车车身结构轻量化设计摘要汽车的发展永远离不开社会发展的需求,节能环保已成为当今的鲜明主题。
汽车轻量化技术在基本性能不变的情况下,可以提高车的动力性,减少能耗,降低排气污染,最后实现节能环保,因此汽车轻量化技术成为了汽车研究领域内的一项重要课题,有着十分迫切的需求和广阔的发展前景。
而车身结构轻量化作为整车轻量化的有效途径之一,近年被广泛研究应用。
本文即是基于碰撞安全性,对轿车车身结构进行轻量化设计。
在确保模态基本不变的条件下,追求车身质量最轻,选择车身上的零件,进行厚度的减小,再综合考虑板材的加工工艺和成本对零件进行第一阶段的优化。
接下来,根据安全性再对第一阶段的优化结果进行调整,使轻量化的车身达到安全性的要求。
以此实现了基于安全性的车身结构轻量化设计。
关键词 : 轻量化设计车身安全性Lightweight Design of Car Body Structure Basedon Collision SafetyAbstractThe development of the car can never be separated from the needs of social development, energy conservation and environmental protection has become a bright theme today. Car lightweight technology in the basic performance of the same circumstances, can improve the vehicle's power, reduce energy consumption, reduce exhaust pollution, and finally achieve energy saving and environmental protection, so the car lightweight technology has become an important issue in the field of automotive research , Has a very urgent demand and broad prospects for development. The lightweight structure of the vehicle body as one of the effective way of lightweight vehicle, in recent years has been widely studied and applied. This paper uses a car to study, based on the collision safety, the car body structure lightweight design. To ensure that the basic state of the same conditions, the pursuit of the lightest body quality, select the parts on the body, the thickness of the reduction, and then consider the plate processing technology and cost of the first phase of the optimization of parts. Next, according to the safety of the first phase of the optimization results to adjust, so that the lightweight body to achieve the safety requirements. In order to achieve a security based on the lightweight structure of the body design.Key words:Lightweight design of body safety北华航天工业学院本科生毕业设计(论文)原创性及知识产权声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)基于碰撞安全性的轿车车身结构轻量化设计是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作取得的成果。
车体“刚度”在正面碰撞中对人体伤害影响的研究
车体“刚度”在正面碰撞中对人体伤害影响的研究车体“刚度”在正面碰撞中对人体伤害影响的研究随着汽车的普及,车辆安全问题日益受到重视。
汽车的“刚度”是一个重要的安全因素,它可以影响车辆在发生碰撞时对乘员的保护程度。
刚度指的是车辆的刚性,即车身不同部位所能承受的最大载荷差异。
在正面碰撞中,车身的刚度将直接影响碰撞的能量吸收和传递效率,从而对乘员的安全保护产生重要影响。
刚度对车辆碰撞的影响主要分为两个方面。
一是刚度越高,车辆碰撞时动能的吸收速率越快,乘员所受的冲击力也会越高,从而可能造成更严重的损伤。
二是当车辆碰撞时,如果车身刚度不足以将动能迅速平均分配到整个车身,也会导致乘员所受的冲击力不均匀分布,同样可能造成较重的损伤。
因为刚度对车辆的安全保护产生如此重要的影响,研究人员一直在探索如何最大程度地提高车身刚度,以减少乘员在车辆碰撞中所受到的伤害。
针对这个目标,研究人员提出了不同的技术和方案。
首先是材料技术。
研究人员发现,采用高强度材料,如高强度钢、镁合金、铝合金等,可以提高车身的刚度,加强车身对碰撞的抵抗能力。
不过,这些高强度材料对车身的造价也有一定的影响,因此在实际应用中需要权衡成本与安全性。
其次是车身设计。
优秀的车身设计可以通过合理的结构布局、撞击吸能装置等方式,降低碰撞时乘员所受的伤害。
例如,雪佛兰创酷在其车身正面设计了一个撞击吸能装置,通过特定的结构形式来提高车身的刚度,保护乘员在前端碰撞事故中的安全。
此外,主动安全技术也是提高车身刚度的重要手段。
现今的汽车越来越智能化,引入自动制动、盲点监控等主动安全技术,旨在预防和减少交通事故的发生。
新款的奔驰S级轿车引入了主动底盘控制系统,该系统通过预测碰撞风险,及时采取制动、减速等措施,减小了车辆在事故中的损伤。
这样的主动安全系统能够在一定程度上优化车体的结构,并起到一定的刚度加固作用。
总之,车体刚度在正面碰撞中的影响十分关键,技术手段的发展和应用,可以降低车辆碰撞造成的人员伤害。
100%正面碰撞分析报告要点
编号: - CSFX-002 100%正面碰撞分析报告项目名称:A级三厢轿车设计开发项目代号: CP08编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:2011年03月目录1 分析目的和意义 (1)2 使用软件说明 (1)3 整车参数 (1)3.1整车参数 (1)3.2有限元模型坐标与实车坐标对比 (2)3.3整车及各总成有限元模型 (2)3.4边界条件定义 (5)4 碰撞模拟结果分析 (5)4.1碰撞模拟总体变形结果 (5)4.2整车速度变化 (8)4.3碰撞模拟能量变化情况 (9)4.4刚性墙的接触力 (10)4.5主要吸能部件变形及吸能情况分析 (11)4.6主要吸能部件变形图 (11)4.7B柱下端减加速度 (14)4.8门框变形量 (15)4.9前围板侵入量 (17)4.10A柱侵入量 (19)4.11方向盘侵入量 (20)5 总结 (20)1 分析目的和意义为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞性的要求,采用动态大变形非线形有限元模拟技术,进行了CP08车型正面撞击刚性墙的仿真分析,主要是根据《乘用车正面碰撞的乘员保护》(GB11551-2003)进行的仿真模拟。
GB11551的全部技术内容为强制性要求,适用于M1类车辆(M1类车辆为包括驾驶员座位在内,座位数不超过9座的载客车辆)。
汽车车体结构变形特性是影响汽车安全性能的关键因素,本文通过对CP08车型模拟结果进行分析,为整车的耐碰撞性提供参考。
2 使用软件说明在本次模拟中,主要使用了Hypermesh前处理软件和Ls-Dyna 求解器,Hypermesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包,由美国Altair公司开发,目前在世界上的应用非常广泛。
LS-DYNA 是一个以显式为主,隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序,可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。
3 整车参数3.1 整车参数整车碰撞仿真模拟,必须真实的模拟实车碰撞时的状态,要模拟实车各总成之间的连接,按照其实际材料特性,密度、质量等参数进行设置。
汽车正面碰撞纵梁结构优化设计
汽车正面碰撞纵梁结构优化设计随着汽车行业的发展,汽车安全性已经成为消费者购车的重要考虑因素之一。
在汽车发生事故时,前面碰撞处的结构是最先承受冲击的部分,因此,纵梁是汽车前面结构中至关重要的部分。
本文将介绍一种汽车正面碰撞纵梁结构的优化设计方法。
首先,需要确定所要优化的纵梁的材料和尺寸。
纵梁的材料通常是高强度钢或铝合金,其尺寸也需要根据车型和车身结构进行优化设计。
接下来,对纵梁进行有限元分析,确定纵梁在正面碰撞时的受力分布情况。
分析应涵盖全车速度范围内的不同碰撞情况,以确保纵梁具有良好的抗碰撞能力。
然后,在分析的基础上,进行纵梁结构优化。
这里可以考虑采用形状优化和拓扑优化等方法。
形状优化可以通过改变纵梁的截面形状、弯曲角度等来实现。
拓扑优化则可以通过添加局部加强筋等方式来提升纵梁的强度。
最后,对优化后的纵梁进行有限元分析和实际试验。
通过多种载荷条件下的有限元分析,验证纵梁在不同情况下的强度和稳定性是否得到了有效提升。
同时,进行实际试验以验证有限元分析的真实性,以确保优化后的纵梁具有较高的安全性。
总之,汽车正面碰撞纵梁结构的优化设计是一个充满挑战的过程,需要对材料、尺寸、受力分布等多个方面进行充分考虑。
只有在充分优化的情况下,纵梁才能够发挥最大的保护作用,确保驾驶者和车内人员的安全。
除了上述提到的纵梁结构优化,还有其他一些方法可以提高汽车的碰撞安全性。
例如:1. 前方变形区设计:在纵梁前设置一定的变形区,使汽车在发生碰撞时能够将冲击力分散到更广的范围内,减轻车厢内的受力。
2. 缓冲材料加固:在汽车机头和前保险杠内加入缓冲材料,能够在碰撞时吸收冲击能量,并减少车内受力。
3. 安全气囊设计:在汽车碰撞时,安全气囊能够迅速展开并形成一定的缓冲作用,减轻乘客受到的伤害。
4. 抗拉杆设计:在汽车碰撞时,抗拉杆能够将车体内的受力分散到更广的范围内,保护乘客的安全。
除此之外,还可以针对不同类型的汽车,采用不同的安全设计方法。
基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析.doc
基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析一、引言长期以来,轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。
用实车碰撞试验可测定轿车安全性能,但因其需在实物样机上安装各种测试设备,进行实地试验,成本高、时间长,所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。
随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现,人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。
利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程,通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境,可以验证设计方案,从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。
与传统的实车试验相比,应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点,可无危险、无损坏地进行碰撞、翻倾等极限试验。
这种方法虽然不能完全取代实际的轿车碰撞试验,但却使人们能够根据计算机模拟试验的结果更好地、更精确地安排实际试验,以减少试验次数和时间,降低试验成本。
正面碰撞是汽车碰撞事故中最多、对人体危害最大的碰撞形式,也是国际上许多安全法规中规定的小型客车和轿车的最主要标准试验。
本文选取国产燃料电池轿车“超越二号”为虚拟试验对象,模拟其正面碰撞,从而预测和评价该车型的被动安全性,对该车型安全设计的改进具有指导作用。
由于燃料电池轿车目前仍属于前‘瞻型产品,其高昂的制造成本决定了暂时无法、进行实车碰撞试验,而虚拟试验场由于其无危险、无损坏、可重复性等特点正是非常合适的试验方法。
由于虚拟现实系统需要实时计算,对计算速度要求较高。
因此,实现虚拟试验场景及仿真必须要有相应的软硬件支持,本试验采用的操作系统为UNIX(多任务、多线程),硬件为双CPU高速SCSI接口硬盘的HP可视化工作站。
作者利用HYPERMESH软件对整车模型进行网格划分,建立了车辆的有限元模型,用PAM-CRASH软件建立了虚拟试验场,并模拟了正面碰撞,把分析的数据传送到虚拟环境中,驱动场景中的车辆使之形象、逼真地实现试验。
二、虚拟试验对象的建立由于计算技术的局限性,在早期的计算机模拟碰撞试验中一般只独立模拟乘员的运动响应或者整车的变形吸能,而很少将两者结合起来研究。
某乘用车的车身正面碰撞性能仿真分析
造成车身变形。
因此A 柱会更容易发生变形,此变形形式以折弯为主。
这样的变形会使驾驶舱内的乘客受伤概率增加、受伤程度加重。
同时A 柱变形过大的话,会造成驾乘人员无法打开车门逃生或由于腿部挤压无法离开事故现场的情况。
因此从保护驾乘人员生命安全的角度出发,对A 柱进行折弯变形分析意义重大。
图2所示为A 柱变形后折弯角度测量图,选取A 柱上3
个点,可以测量其角度变化。
图1 正面碰撞模型
图2 A 柱变形折弯角度测量图
图3 A柱碰撞角度变曲线
图5 前纵梁位移云图
图4 保险杠位移变化云图
终角度约为175.2°。
对比碰撞前后状态,A柱所测角度最终变化
3 仿真变形结果对比分析
针对本车型的仿真结果与执行同样碰撞标准的同车型实车碰
撞试验结果进行比对。
通过对碰撞试验车发动机舱内部和对应底盘部分观察,可以看出发动机缸盖罩和油底壳部分依然保持完好
(图7)。
发动机舱内零部件位置与正常发动机舱内布置相比,可
图6 前围板位移云图
图7 正面100%碰撞试验发动机舱变形情况
程,主要涉及的都是一些非线性大位移变形。
车辆本身包含很多零部件,本文主要针对在100%正面碰撞过程中A 柱的变化、保广告。
汽车下车身正面碰撞力的传递路径研究
10.16638/ki.1671-7988.2020.13.035汽车下车身正面碰撞力的传递路径研究于爽,陈剑宇(华晨汽车工程研究院白车身工程室,辽宁沈阳110141)摘要:文章以某公司在研某车型为例,主要介绍了如何在设计过程中,进行下车身正碰力传递路径的分析,优化下车身正碰力的传递路径。
通过选取合理的结构方式增加了汽车结构强度,提高了汽车正碰过程中的安全性能。
关键词:汽车;传力路径;正面碰撞中图分类号:U462.2 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)13-112-02Research On The Transmission Path Of Frontal Collision Of Under BodyYu Shuang, Chen Jianyu(Brilliance Automotive Engineering Research Institute BIW Section, Liaoning Shenyang 110141)Abstract: In this paper, taking the research of a car model in our company as an example, it mainly introduces how to analyze the transmission path of the front impact force of the car body in the design process, and optimize the transmission path of the front impact force of the car body. By selecting a reasonable structural mode, the structural strength of the vehicle is increased, and the safety performance of the vehicle in the process of frontal collision is improved.Keywords: Automobile; The transfer path; Frontal collisionCLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)13-112-021 前言对于汽车安全性的研究,被动安全是不可缺少的保证安全的方面。
基于正面碰撞汽车前纵梁结构优化设计分析
基于正面碰撞汽车前纵梁结构优化设计分析赵世婧1,樊继红2,王贞涛3(1.苏州农业职业技术学院,江苏苏州215008;2.国家知识产权局专利局,北京100088;3.江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013)来稿日期:2020-02-19基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(51106064)作者简介:赵世婧,(1979-),女,山西交口人,硕士研究生,讲师,主要研究方向:车辆仿真、汽车电子;樊继红,(1982-),女,湖北人,硕士研究生,四级调研员,主要研究方向:机电一体化1引言汽车正面碰撞过程中,前纵梁是重要的吸能承载结构件,直接对整车的安全性起到重要影响[1]。
正面碰撞分为100%重叠和偏置碰撞两种,实际中,绝对的完全重叠碰撞很少发生,最常见的是偏置碰撞工况,这就造成远离壁障侧的前纵梁受到的力并非完全轴向,使得前纵梁发生弯曲变形;弯曲变形使得前纵梁失去原有摘要:汽车发生正面碰撞时,前纵梁和防撞梁组成的吸能结构的承载能力直接影响到整车的安全性能。
根据前纵梁的结构特点和碰撞吸能过程的变形特征,建立前纵梁的有限元分析模型;对前纵梁在吸能过程中的失效形式进行分析;压溃失效和折弯失效是两种主要的失效形式;折弯失效发生时,前纵梁失去原有的设计吸能作用,而临界角是发生折弯变形的最要指标;针对影响前纵梁折弯变形临界角的主要因素进行分析,包括长宽比、材料厚度、壁障摩擦系数等,获得结构参数对性能的影响规律;根据影响规律对某汽车前纵梁结构进行优化设计,并采用落锤压溃试验对结构优化前后的性能进行对比分析。
结果可知:前纵梁发生弯曲变形时存在临界角度,对轴向承载影响较大;前纵梁的长宽比、壁障接触面摩擦系数是影响临界角度的重要因素;材料厚度的影响较小;降低长宽比,增大摩擦系数,在相同的倾角下,前纵梁弯曲承载变形能力提高,同时梁体轻量化13.7%;试验验证表明分析结果和优化设计的准确性,研究结果为此类设计提供参考。
毕业设计(论文)-suv汽车正面碰撞以及行人保护加强方案设计[管理资料]
各专业完整优秀毕业论文设计图纸目录摘要 (3)ABSTRACT (4)0 引言 (6)1 本文研究的意义和主要内容 (6)本课题研究的背景和意义 (7)国内外汽车碰撞模拟研究的现状 (8)汽车被动安全性研究的内容 (10)车身结构的耐撞性研究 (10)汽车结构耐撞性研究方法 (11)本文研究的主要内容 (14)2 车身制造四大工艺 (15)车身冲压工艺性 (15)车身焊装工艺性 (17)车身涂装工艺性 (19)车身总装工艺性 (20)3 本文选题研究的主要理论方法 (20)有限元的基本思想和理论 (20)碰撞模拟的非线性有限元基本理论 (21)物体的构形描述及质量守恒方程 (22)运动微分方程 (23)能量方程 (24)结构有限元离散化 (25)时间积分算法 (27)4 SUV车的介绍与正碰校核及加强 (27)产品市场定位与碰撞要求 (28)本车的目标市场 (28)白车身强度及碰撞要求 (28)NCAP法规的介绍 (28)本SUV车主要吸能结构 (29)前纵梁弯曲刚度计算 (30)前纵梁弯曲刚度计算概述 (30)有限元模型 (30)材料 (31)计算内容 (31)防撞梁低速碰撞分析及修改方案 (36)原方案的分析 (36)加强方案 (38)对比结果及建议 (39)根据NCAP法规加强前纵梁的耐撞性 (41)前纵梁的耐撞性研究概述 (41)与RX350纵梁的比较与仿真模拟 (41)16Km/h低速碰撞 (44)50Km/h正面碰撞 (45)车身结构改进方案 (47)5 根据NCAP行人保护的校核 (48)行人保护的目的 (48)参考标准 (48)分析内容 (48)行人保护校核结果 (50)6 全文总结 (50)参考文献 (52)译文 (53)原文说明 (64)摘要随着汽车保有量的增长,道路交通事故己经成为世界性的一大社会问题。
全世界每年死于道路交通事故的人数估计超过50万人,道路交通事故给人类的生命和财产安全带来了严重的灾难。
自然辩证法结课论文-车辆碰撞研究
《自然辩证法》结课论文——车辆碰撞方面的研究序言我是一名机械学院车辆工程的研究生。
对于车辆的热爱让我选择了继续深造。
我硕士期间想研究的是车辆碰撞方向——在车辆碰撞前对驾驶员发出警告,最大限度地避免碰撞事故的发生;当事故不能避免的时候,尽量减少碰撞损伤;对车辆驾驶员、副驾驶员、后排乘员以及行人最大程度地保护,做到“车毁人不亡”。
至于为什么选择这样一个研究方向,我感觉车辆是为人造福的,而不是带来伤害的,我们应当做车的主人,驾驭它,让它为我们服务,车辆的安全性能应当随着汽车保有量的快速增长、汽车速度地全面增长而一起增长。
目录一.绪论 (3)二.国内外研究历史和现状 (6)1.1汽车追尾碰撞国内外研究历史和现状 (6)1.2汽车追尾碰撞研究方法 (8)1.2.1实车碰撞试验法 (9)1.2.2台车碰撞试验法 (9)1.2. 3计算机仿真分析法 (9)2.1防撞预警系统的国内外研究现状 (10)2.1.1、声学类(超声波测距传感器) (12)2.2.2、光学类(激光测距传感器) (13)2.2.3、电磁类(毫米波雷达测距传感器) (14)3.1行人保护技术发展现状 (15)3.1.1行人保护研究的主要内容 (15)3.2国内外研究现状 (16)3.3行人的防护技术应用 (18)一.绪论随着我国汽车工业的高速发展,汽车销量和保有量逐年俱增,据中国汽车工业协会最新发布的数据显示,2009年中国国产汽车产销分别为1379.1万辆和1364.6万辆,首次成为世界汽车产销第一大国。
在汽车工业发展的同时,道路交通事故频繁发生,交通事故伤亡已经成为威胁人类自身安全的世界一大公害,成为人们关注的社会热点问题。
作为人口超过13亿的发展中国家,中国的道路交通事故死亡人数从二十世纪八十年代末首次超过五万人,至2008年,中国的交通事故死亡人数已经连续十余年居世界第一。
自十九世纪末汽车问世以来,经过一个多世纪的发展,汽车已成为现代文明与进步的标志,社会生活中不可缺少的重要组成部分。
基于C-NCAP的SPARK整车碰撞仿真分析总结报告
基于C-NCAP的SPARK整车碰撞仿真分析总结报告一、概述整车碰撞仿真通过对模拟结果进行分析,找出整车结构中存在的问题,为基于改善整车碰撞特性的结构优化提供依据。
同时,通过比较优化方案与初始方案的碰撞仿真结果,说明优化方案在整车碰撞特性上的改善效果。
SPARK整车仿真分析主要是针对中国新车评价规程C-NCAP进行的。
鉴于07年8月份SPARK的C-NCAP正式试验得分成绩,正碰与侧碰是失分较多的项目,为达到C-NCAP三星级,进行了SPARK的正碰与侧碰有限元仿真分析,将计算结果与试验结果进行对照以验证SPARK整车有限元模型的准确性,在此基础上进行了相应的优化与改进。
前处理软件:HyperMesh;计算软件:Ls-Dyna;后处理软件:HyperView。
二、SPARK整车有限元模型统计1、整车与各总成模型整车有限元模型五门一盖总成白车身总成底盘及座椅备胎总成侧碰台车总成2、SPARK整车有限元模型统计表3、单元统计表由上表可知,SPARK整车模型中绝大部分单元为壳单元,且三角形单元的比率只占了 6.34%,远远低于汽车碰撞有限元中的上限15%,能保证仿真精度。
4、材料统计表5、坐标系统计表6、刚性墙统计表7、接触统计表8、质量统计表9、初始载荷统计表10、发动机质心及悬置点坐标统计表11、发动机特性统计表三、仿真分析结果验证及改进(见方案报告)1、正碰验证变形对比B柱加速度曲线对比2、侧碰验证变形对比B柱速度曲线对比四、汽车碰撞CAE中影响仿真精度的因素1、零件的筛选根据对碰撞结果的贡献大小(吸能大小)将零件分为影响较大与较小两类。
对于前者我们将其列为必需的模型,而且需要对其进行精确建模;对于影响较小甚至无影响的零件则只要求确定其与另外零件的连接(如焊接),正确定义其边界,然后可以将其划分为较大尺寸单元甚至忽略。
2、CAD模型转化为有限元模型的几何清理由于有限元取代CAD数模本身就是以直代曲的过程,受有限单元的尺寸要求,需要将CAD模型中的一些细节特征去掉,如尺寸很小的安装孔,圆角等。
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汽 21 0 2年 ( 3 第 4卷) 5期 第
车
工
程
Auo oie En i ei g tm t gne rn v
2 2 8 01 0 9
基 于正 面碰 撞 的轿 车 车 身 正 向概念 设 计 的研 究
常伟 波 , 张维 刚 , 崔 杰 , 伦 杰 谢
408 102) ( 湖南大学 , 汽车车身先进设计制造 国家重点 实验室 , 长沙
l n r i n in o a o y i d tr n d a h a e o e ald s u t r l e i .T er s l h w t a h r — i a y d me s f rb d ee mi e st e b s f t i t cu a sg h e u t s o t e p o mi o c s d e r d n s h t
关键 词 : 车 车身 ; 念 设计 ; 轿 概 正面 碰撞 ; 单元简 化模 型 梁 A s a c n t e F r r n e tDe in o rBo y f rFrn a a h Re e r h o h o wad Co c p sg fCa d o o tlCr s
C a gW e o Z a gWeg n , u i X eL ni h n i , h ia g C i e& i u j b n J e
Hua nvrt, tt e a oao da cdDeg n nnU i sy SaeKyL brtyo vne ei r fA s nadMa uatr g o eieB d ,C agh 4 0 8 i nfcui f rVhc or h nsa 10 2 n l
c d r sfa i l n a y t mp e n ,b i g a e t a o n a in f rC o y t c i v l e p c e r e u e i e sb e a d e s o i lme t en bl o ly a f u d to o a b d o a h e e al x e td pe - r
[ bt c] Apoeu fowr cnet e g r oy o f n l r hipoo d Fr f l t A s at r r d r o f a ocp ds no c d rr t a r s . it l o c e r d i f a b f o a c s s p e so a , —
பைடு நூலகம்
[ 摘要 ] 提 出了基 于正 面碰撞 的轿 车车身正 向概念设计 流程 。首先对某 车型 的原 始车身 外表 面进 行 了拓 扑 优化, 得到较优的结构 , 过建立梁单元简化模 型 , 通 快速验证拓扑结构 的有效性 ; 对准静态加载工况 , 进行 尺寸优化 ,
得到车身主要部件的初步尺寸 , 作为正撞仿真 的基础 ; 以矩形薄壁 直梁为研究 对象 , 用梁单元 等效模 型进行 了正 应 面抗撞 性概念设 计 , 得到轿车车身 的初步尺寸 , 作为结构详细设计 的基础 。结果 表明 , 概念设计 流程切 实可行且 此 易于实现 , 为车身达 到各项预期性 能打下 良好 的基础。 可