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汽车前纵梁薄壁结构碰撞吸能特性及其优化的研究 被引量：50
1
作者 陈吉清 周鑫美 +1 位作者 饶建强 区权湛 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期486-492,共7页
阐述了汽车前纵梁薄壁结构碰撞吸能特性的研究方法和研究现状,总结了板厚、材料性能、截面形状、结构形态和连接方式等因素对其碰撞吸能特性的影响。探讨了前纵梁激光拼焊板各部位板厚的多目标优化设计,并给出设计算例。
关键词 汽车 前纵梁 薄壁结构 碰撞吸能特性 多目标优化
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薄壁直梁撞击时的变形及吸能特性 被引量：32
2
作者 刘中华 程秀生 +2 位作者 杨海庆 柴晓磊 刘兴兴 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期25-30,共6页
针对汽车碰撞中乘员的安全性,对碰撞的主要吸能件———汽车前纵梁的变形方式和特点进行了研究。以小红旗轿车纵梁前部的薄壁直梁为例,进行了建模和仿真,并与采用改进措施后的结果进行了对比。结果表明:模拟结果与实验结果相符,从而可... 针对汽车碰撞中乘员的安全性,对碰撞的主要吸能件———汽车前纵梁的变形方式和特点进行了研究。以小红旗轿车纵梁前部的薄壁直梁为例,进行了建模和仿真,并与采用改进措施后的结果进行了对比。结果表明:模拟结果与实验结果相符,从而可以用来指导汽车的抗撞安全性优化设计。 展开更多
关键词 车辆工程 乘员保护 前纵梁 变形 吸能
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汽车前纵梁碰撞吸能特性的优化设计 被引量：20
3
作者 吴广发 赵希禄 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期118-120,共3页
为了使汽车前纵梁在碰撞过程中能够吸收更多的能量,针对前纵梁的不同断面形状、板厚、焊点间距和焊点直径等设计参数,建立了前纵梁碰撞的有限元分析模型,并利用有限元软件LS-DYNA和响应曲面优化算法,进行了碰撞模拟仿真和优化设计。结... 为了使汽车前纵梁在碰撞过程中能够吸收更多的能量,针对前纵梁的不同断面形状、板厚、焊点间距和焊点直径等设计参数,建立了前纵梁碰撞的有限元分析模型,并利用有限元软件LS-DYNA和响应曲面优化算法,进行了碰撞模拟仿真和优化设计。结果表明,优化后的前纵梁的碰撞吸能特性得到了显著的提高。 展开更多
关键词 汽车设计 前纵梁 碰撞分析 优化设计 响应曲面法
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不同截面结构薄壁直梁的轴向耐撞性研究 被引量：18
4
作者 荆友录 温卫东 魏民祥 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第4期455-459,共5页
针对汽车前纵梁的耐撞性要求,分析了薄壁直梁的耐撞性评价指标,运用非线性有限元理论建立了方形管、圆形管、圆锥管、方锥管4种不同结构薄壁直梁的有限元模型,研究了这几种薄壁直梁结构在轴向冲击载荷下的能量吸收与变形特性,并对不同... 针对汽车前纵梁的耐撞性要求,分析了薄壁直梁的耐撞性评价指标,运用非线性有限元理论建立了方形管、圆形管、圆锥管、方锥管4种不同结构薄壁直梁的有限元模型,研究了这几种薄壁直梁结构在轴向冲击载荷下的能量吸收与变形特性,并对不同结构薄壁直梁的耐撞性能进行了对比。结果表明,锥形结构薄壁梁的耐撞性能优于直筒型结构,圆形截面结构薄壁梁的耐撞性能优于方形截面结构。对圆锥形结构直梁的进一步研究发现,当圆锥管的锥角在4.3°附近时,材料可以更好地发挥缓冲撞击的效率。 展开更多
关键词 汽车 前纵梁 耐撞性 能量吸收 有限元模型
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基于LS-DYNA的汽车前纵梁碰撞性能仿真研究 被引量：15
5
作者 高伟 黎权波 《湖北汽车工业学院学报》 2010年第2期21-26,共6页
立足于乘员的安全保护,前纵梁是保证汽车具有良好的正面碰撞性能的重要部件。利用HyperMesh和LS-DYNA软件,对长安微型车的前纵梁的正面碰撞进行了仿真模拟,在此基础上对前纵梁的结构进了优化设计,比较了改进前、后前纵梁的吸能特性。仿... 立足于乘员的安全保护,前纵梁是保证汽车具有良好的正面碰撞性能的重要部件。利用HyperMesh和LS-DYNA软件,对长安微型车的前纵梁的正面碰撞进行了仿真模拟,在此基础上对前纵梁的结构进了优化设计,比较了改进前、后前纵梁的吸能特性。仿真结果表明:改进后的前纵梁的碰撞特性得到了加强,从而为进一步提高整车耐撞性能提供一定的参考。 展开更多
关键词 前纵梁 碰撞 仿真
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基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计 被引量：15
6
作者 曹立波 宋慧斌 +1 位作者 武和全 刘亚飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期827-832,共6页
结合静态和动态拓扑优化方法对汽车前纵梁进行耐撞性设计,通过静态拓扑优化方法分别获得前纵梁在轴向刚度最大和侧向刚度最大时的结构形式,通过动态拓扑优化方法获得前纵梁具有最大吸能时的结构形式。对拓扑优化结果进行分析,综合考虑... 结合静态和动态拓扑优化方法对汽车前纵梁进行耐撞性设计,通过静态拓扑优化方法分别获得前纵梁在轴向刚度最大和侧向刚度最大时的结构形式,通过动态拓扑优化方法获得前纵梁具有最大吸能时的结构形式。对拓扑优化结果进行分析,综合考虑前纵梁的轴向刚度、侧向刚度和吸能特性,最终确定前纵梁的最佳截面形式与诱导结构的尺寸和位置。优化前后前纵梁的吸能特性对比结果表明,拓扑优化使前纵梁的耐撞性能有一定的提高。 展开更多
关键词 变密度法 静态拓扑优化 动态拓扑优化 前纵梁
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基于预变形控制理论的汽车前纵梁仿真设计 被引量：4
7
作者 周宇 雷正保 杨兆 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第4期34-38,共5页
研究了汽车普通前纵直梁的变形方式和吸能特点,针对其在碰撞过程中加速度曲线的不足,依据预变形理论,对薄壁直梁进行了改进,并通过有限元软件验证了改进方案的合理性,该方案有利于乘员保护.
关键词 前纵梁 吸能 预变形
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汽车前纵梁的拼焊板轻量化设计研究 被引量：12
8
作者 施欲亮 朱平 +1 位作者 沈利冰 林忠钦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期374-377,共4页
在已有车型基础上研究了利用拼焊板进行前纵梁改进的轻量化设计方法,达到了在满足强度和刚度条件基础上减轻汽车重量和改善碰撞性能的目的。通过CAE解析了汽车在自重工况下的前纵梁应力分布,确定了前纵梁的分块数目及焊缝布置,推导了由... 在已有车型基础上研究了利用拼焊板进行前纵梁改进的轻量化设计方法,达到了在满足强度和刚度条件基础上减轻汽车重量和改善碰撞性能的目的。通过CAE解析了汽车在自重工况下的前纵梁应力分布,确定了前纵梁的分块数目及焊缝布置,推导了由拼焊板替换的车身梁结构的强度、弯曲刚度和扭转刚度的约束方程,并以此计算拼焊板前纵梁的厚度。整车碰撞仿真证明,拼焊板设计后的前纵梁具有更好的耐撞性,并且达到了减重17.7%的效果。 展开更多
关键词 前纵梁 拼焊板 轻量化设计 有限元法
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基于薄壁梁耐撞性理论的乘用车前纵梁轻量化设计 被引量：11
9
作者 张君媛 陈光 +1 位作者 武栎楠 刘嬴 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1441-1446,共6页
以某国产中级轿车车身前纵梁的轻量化为研究目标,在矩形薄壁梁压溃理论的基础上,推导了多直角截面薄壁梁平均压溃力表达式。根据整车65km/h正面全宽碰撞(FRB)波形目标分解得到的前纵梁子结构吸能和反力以及轻量化目标,采用多直角薄壁梁... 以某国产中级轿车车身前纵梁的轻量化为研究目标,在矩形薄壁梁压溃理论的基础上,推导了多直角截面薄壁梁平均压溃力表达式。根据整车65km/h正面全宽碰撞(FRB)波形目标分解得到的前纵梁子结构吸能和反力以及轻量化目标,采用多直角薄壁梁压溃理论和矩形薄壁梁弯曲理论指导了新纵梁的截面设计,结合有限元分析方法对厚度进行修正,完成了前纵梁结构的正向设计。新设计的前纵梁在使整车正面抗撞性指标不变的同时,自身质量减轻了20%。 展开更多
关键词 车辆工程 轻量化 薄壁梁抗撞性 前纵梁
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基于正面碰撞汽车前纵梁结构优化设计分析 被引量：9
10
作者 赵世婧 樊继红 王贞涛 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第12期138-141,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 汽车 前纵梁 折弯变形 吸能 落锤压溃试验
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低速碰撞时汽车前纵梁的数值仿真与优化设计 被引量：7
11
作者 柳艳杰 胡焜 +1 位作者 夏春艳 曲明 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第3期347-351,共5页
采用HyperMesh和LS-DYNA对薄壁直梁的正面撞击过程进行了数值仿真模拟,其分析的结果可以用于前纵梁的优化设计,有利于进一步改进车辆结构,使车辆由于碰撞事故所造成的损失降到最低.通过对不同截面的汽车前纵梁的碰撞过程的数值模拟,设... 采用HyperMesh和LS-DYNA对薄壁直梁的正面撞击过程进行了数值仿真模拟,其分析的结果可以用于前纵梁的优化设计,有利于进一步改进车辆结构,使车辆由于碰撞事故所造成的损失降到最低.通过对不同截面的汽车前纵梁的碰撞过程的数值模拟,设计出最合理的前纵梁,为进行汽车碰撞的进一步研究提供一定的参考. 展开更多
关键词 前纵梁 低速碰撞 计算机仿真 优化设计
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基于Dynaform汽车前纵梁延伸件的数值模拟及优化 被引量：9
12
作者 李世云 周杰 +1 位作者 蒋峥嵘 王卫生 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第19期96-98,共3页
针对汽车汽车前纵梁延伸件,以板料成形非线性有限元分析软件eta/DYNAFORM为平台,对其冲压成形过程进行数值模拟,得到了成形工艺未优化前的成形极限图。根据模拟结果对拉延型面以及拉延筋进行改进、优化,最终消除成形过程中的缺陷。将优... 针对汽车汽车前纵梁延伸件,以板料成形非线性有限元分析软件eta/DYNAFORM为平台,对其冲压成形过程进行数值模拟,得到了成形工艺未优化前的成形极限图。根据模拟结果对拉延型面以及拉延筋进行改进、优化,最终消除成形过程中的缺陷。将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的拉延零件。 展开更多
关键词 前纵梁 工艺补充 拉延筋 拉延成形 有限元分析
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实体单元焊点模型在前纵梁碰撞仿真中的应用 被引量：8
13
作者 杨济匡 叶映台 +2 位作者 彭倩 吴沈荣 郭杰 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1542-1548,共7页
为了提高碰撞仿真中汽车前纵梁焊点的模拟精度,应用LS-DYNA软件,建立了壳单元模拟母材、单个实体单元模拟焊核和热影响区的焊点模型。母材材料特性及焊点失效参数分别通过板材拉伸试验及焊点杯形拉伸试验获得。采用数值KSⅡ试验对该焊... 为了提高碰撞仿真中汽车前纵梁焊点的模拟精度,应用LS-DYNA软件,建立了壳单元模拟母材、单个实体单元模拟焊核和热影响区的焊点模型。母材材料特性及焊点失效参数分别通过板材拉伸试验及焊点杯形拉伸试验获得。采用数值KSⅡ试验对该焊点模型在母材网格不同偏置情况下的内力进行了研究。基于经验证的纵梁有限元模型对前纵梁碰撞进行了仿真,其有限元模型中分别应用了实体单元和梁单元。仿真结果与滑车试验结果就焊点的失效情况、纵梁的变形和滑车加速度等进行了比较。研究表明,用实体单元的焊点模型优于梁单元模型,结果可靠,精度高。 展开更多
关键词 车辆工程 焊点模型 有限元 碰撞仿真 实体单元 前纵梁
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考虑冲压工艺的前纵梁前端结构碰撞模型的标定 被引量：7
14
作者 左文杰 白建涛 李亦文 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期561-566,共6页
采用自主开发的SuperSection软件建立了前纵梁前端结构的简化模型,并通过碰撞力标定模型确定薄壁梁的最优断面形状。以最大峰值碰撞力和平均碰撞力与对标值的残差最小为目标,以吸能和冲压工艺要求为约束,以断面节点坐标和薄板厚度为设... 采用自主开发的SuperSection软件建立了前纵梁前端结构的简化模型,并通过碰撞力标定模型确定薄壁梁的最优断面形状。以最大峰值碰撞力和平均碰撞力与对标值的残差最小为目标,以吸能和冲压工艺要求为约束,以断面节点坐标和薄板厚度为设计变量建立标定模型,采用遗传算法求解该标定模型。数值算例表明:随着迭代的进行,断面形状逐渐被改进,碰撞力曲线趋近于对标曲线,碰撞中吸收的能量增加且满足冲压工艺要求。 展开更多
关键词 前纵梁 碰撞模型标定 形状优化 遗传算法
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汽车覆盖件前纵梁的模具设计及冲压工艺
15
作者 黄奇华 《今日自动化》 2024年第6期32-34,共3页
汽车覆盖件前纵梁发挥承载作用,因此对其制造要求较为严格。其中,模具设计环节尤为重要,规范模具设计环节才能落实冲压工艺,从而促使汽车覆盖件前纵梁符合制造要求。文章介绍了汽车覆盖件前纵梁的模具设计及其冲压工艺,旨在解决其制造... 汽车覆盖件前纵梁发挥承载作用,因此对其制造要求较为严格。其中,模具设计环节尤为重要,规范模具设计环节才能落实冲压工艺,从而促使汽车覆盖件前纵梁符合制造要求。文章介绍了汽车覆盖件前纵梁的模具设计及其冲压工艺,旨在解决其制造问题。 展开更多
关键词 汽车覆盖件 前纵梁 模具设计 冲压工艺
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反转螺旋型薄壁结构碰撞吸能特性的优化设计 被引量：6
16
作者 周伶俐 赵希禄 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期193-198,共6页
为了使汽车前纵梁在正面碰撞过程中吸收更多的能量,进而达到提高汽车被动安全性能的目的,将折纸工程中的反转螺旋型薄壁结构引入汽车前纵梁的结构设计,利用数值模拟与优化设计相结合的方法,研究和开发一种新型高效吸能结构。为此,根据... 为了使汽车前纵梁在正面碰撞过程中吸收更多的能量,进而达到提高汽车被动安全性能的目的,将折纸工程中的反转螺旋型薄壁结构引入汽车前纵梁的结构设计,利用数值模拟与优化设计相结合的方法,研究和开发一种新型高效吸能结构。为此,根据反转螺旋型薄壁结构的不同形状参数建立相应的有限元模型,利用非线性有限元软件LS-DYNA软件进行碰撞仿真,并以反转螺旋型薄壁结构的截面形状参数、旋角及分段数作为设计变量,以吸能量的最大化为目标函数,利用响应曲面法进行优化计算。得到的最优结构在碰撞过程中,压溃皱纹依次出现在反转螺旋型薄壁结构的折痕处,有效地避免了细长薄壁结构的失稳倒伏现象,是一种吸能效率较高的变形模式。同时,吸能过程平稳,在整个碰撞过程中都保持了良好的吸能特性,与传统的矩形断面结构相比吸能量有了显著的提高。 展开更多
关键词 反转螺旋型结构 前纵梁 碰撞仿真 优化设计 响应曲面法
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汽车前纵梁抗撞性能优化研究
17
作者 张书任 陈强 《大众汽车》 2024年第5期0046-0048,共3页
纵梁是车身重要的零部件,具有强度要求高、工艺难度大等特征,是汽车碰撞过程中的关键缓冲吸能结构之一,其抗撞性能对整车安全水平有显著影响。本文以某车型使用的S型前纵梁为例,利用有限元模型进行了抗撞性能的分段式分析,提出了拼焊板... 纵梁是车身重要的零部件,具有强度要求高、工艺难度大等特征,是汽车碰撞过程中的关键缓冲吸能结构之一,其抗撞性能对整车安全水平有显著影响。本文以某车型使用的S型前纵梁为例,利用有限元模型进行了抗撞性能的分段式分析,提出了拼焊板式S型前纵梁的性能优化方法,以期为同类产品设计提供参考,提升汽车整体安全水平。 展开更多
关键词 汽车 前纵梁 抗撞性能
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某车型前纵梁冲压成形工艺设计
18
作者 王海玲 黄顶社 陈世涛 《锻造与冲压》 2024年第14期68-70,共3页
本文介绍了一种车身前纵梁冲压工艺方案,重点描述了采用活芯结构压料并双向成形,有效解决了零件车身Z向落差大,闭合过程中坯料折弯变形造成定位不稳、坯料窜动,影响成形质量及精度的问题。采用落料后双腔成形工艺,大大提升了材料利用率... 本文介绍了一种车身前纵梁冲压工艺方案,重点描述了采用活芯结构压料并双向成形,有效解决了零件车身Z向落差大,闭合过程中坯料折弯变形造成定位不稳、坯料窜动,影响成形质量及精度的问题。采用落料后双腔成形工艺,大大提升了材料利用率,减少工装开发费用,提升了生产经济性。 展开更多
关键词 成形工艺 材料利用率 前纵梁 冲压工艺方案 成形质量 折弯 开发费用 闭合过程
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胶接、点焊和胶焊连接方式的前纵梁耐撞性分析 被引量：6
19
作者 陈更 陈君毅 +1 位作者 王宏雁 王华锋 《汽车安全与节能学报》 CAS 2012年第1期38-43,共6页
胶接工艺在车身上的应用,有利于车身轻量化。该文对比、分析了点焊、胶接、胶焊三种连接方式下前纵梁的耐撞性。根据汽车前纵梁耐撞性一般要求,及耐撞性评价指标,利用某实车前纵梁的有限元模型,对比三种连接方式下、不同碰撞速度下、在... 胶接工艺在车身上的应用,有利于车身轻量化。该文对比、分析了点焊、胶接、胶焊三种连接方式下前纵梁的耐撞性。根据汽车前纵梁耐撞性一般要求,及耐撞性评价指标,利用某实车前纵梁的有限元模型,对比三种连接方式下、不同碰撞速度下、在碰撞载荷作用下的变形,探讨点焊、胶接和胶焊连接对于结构耐撞性的影响。结果表明:在低速(3.3m/s)碰撞时,胶接的纵向等效刚度较点焊连接大;在高速(13.2m/s)碰撞时,胶接的纵向等效刚度较点焊连接小;在连接小范围失效的前提下,连接方式对于前纵梁耐撞性能的影响较小。 展开更多
关键词 汽车安全 前纵梁 耐撞性 胶接 胶焊
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超高强钢前纵梁零件冲压开裂分析与处理 被引量：6
20
作者 崔振祥 杨丹 《精密成形工程》 2017年第6期32-36,共5页
目的解决780 MPa级别超强度钢板冷冲压生产汽车前纵梁时发生的冲压开裂问题。方法通过网格应变分析技术和仿真分析,研究该零件冲压开裂的原因,分析引起开裂的因素,基于CAE模型系统,研究压边力、模具间隙、坯料尺寸、材料性能对开裂的影... 目的解决780 MPa级别超强度钢板冷冲压生产汽车前纵梁时发生的冲压开裂问题。方法通过网格应变分析技术和仿真分析,研究该零件冲压开裂的原因,分析引起开裂的因素,基于CAE模型系统,研究压边力、模具间隙、坯料尺寸、材料性能对开裂的影响规律。结果降低压边力和增加模具间隙均能减轻开裂,但是无法消除冲压开裂;坯料尺寸缩小可以消除冲压开裂,但是优化坯料尺寸需要改变模具上的坯料定位器,同时增大起皱风险;通过提升材料性能可以消除开裂。结论考虑最终各方案成本,选择性能优异的材料进行生产,将冲压开裂率降低至0.6%,满足了冲压要求。 展开更多
关键词 前纵梁 超高强钢 冲压开裂
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