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基于BSO-BP神经网络的吸能盒多道次拉深系数优选方法研究

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制造技术与机床 2023年第9期 167-174页

作者：赵洪林李宁赵永顺李冬芳董月厚冯金元天津翔铄车身科技有限公司天津301600 天津丰通晟源科技有限公司天津301600 天津丰通申易模具有限公司天津301600

吸能盒高径比大,需多道次拉深成形,拉深系数对吸能盒成形质量影响重大,为客观合理确定每道次的拉深系数,提出一种基于BSO-BP神经网络的吸能盒多道次拉深系数优选方法。以某型汽车吸能盒为研究对象,将吸能盒的最大减薄率和FLD成形安全域... 详细信息

吸能盒高径比大,需多道次拉深成形,拉深系数对吸能盒成形质量影响重大,为客观合理确定每道次的拉深系数,提出一种基于BSO-BP神经网络的吸能盒多道次拉深系数优选方法。以某型汽车吸能盒为研究对象,将吸能盒的最大减薄率和FLD成形安全域占比作为成形质量评判标准。首先,以每道次拉深系数作为实验因素,应用拉丁超立方实验设计方法并结合有限元分析技术建立实验样本;其次,基于天牛群优化算法(BSO)优化BP神经网络的权重和阈值,建立多道次拉深系数的BSO-BP神经网络模型;再次,应用多目标粒子群算法(MOPSO)在建立的BSO-BP神经网络模型内进行寻优计算获得满足成形质量评判标准的最优多道次拉深系数值;最后,经过实际生产验证了所提方法的有效性,可为工程中深拉深制品的拉深系数客观合理确定提供一种可供参考的新方法。

关键词：吸能盒多道次拉深拉深系数 BSO-BP神经网络多目标粒子群算法

某车型内高压成形吸能盒碰撞性能数值仿真研究

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现代制造工程 2023年第12期 76-83页

作者：刘宁李欢冯竞慧刘阳长春职业技术学院机电学院长春130022 一汽奔腾轿车有限公司长春130011

汽车吸能盒作为保险杠内的一个重要吸能部件,在碰撞中可以起到吸收碰撞能量、保护纵梁和降低维修成本的作用,对提高整车的耐撞性具有积极作用。以某车型轿车前保险杠吸能盒为研究对象,将原有冲压焊接结构优化为内高压成形结构。运用Hype... 详细信息

汽车吸能盒作为保险杠内的一个重要吸能部件,在碰撞中可以起到吸收碰撞能量、保护纵梁和降低维修成本的作用,对提高整车的耐撞性具有积极作用。以某车型轿车前保险杠吸能盒为研究对象,将原有冲压焊接结构优化为内高压成形结构。运用Hypermesh、LS-Dyna软件分别对2种结构吸能盒的吸能特性进行碰撞数值仿真,应用Autoform软件对内高压成形结构吸能盒进行内高压成形数值仿真;针对吸能盒实物进行了成形、碰撞试验,最后将碰撞数值仿真结果、内高压成形数值仿真结果与试验值进行了对比。结果表明:内高压成形结构吸能盒在轻量化、成本和产品性能3个方面均优于冲压焊接结构吸能盒,碰撞数值仿真和内高压成形数值仿真对产品性能和工艺开发及优化均有较大的指导意义,该研究方法为汽车吸能元件设计提供了一种新的思路。

关键词：吸能盒内高压成形数值仿真碰撞性能落锤试验

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参数驱动的新能源汽车吸能盒结构优化设计

机械设计 2020年第S2期37卷 181-186页

作者：方永利黄洁张峰石荡赫重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司重庆401135

对影响车辆低速碰撞性能的重要部件前防撞梁吸能盒进行参数化结构优化设计。根据车辆结构不同区域在碰撞过程中性能要求的不同,结合前防撞梁在低速碰撞过程中的变形和吸能特性,将防撞梁总成从整车低速碰工况下进行解耦简化,用于创建参... 详细信息

对影响车辆低速碰撞性能的重要部件前防撞梁吸能盒进行参数化结构优化设计。根据车辆结构不同区域在碰撞过程中性能要求的不同,结合前防撞梁在低速碰撞过程中的变形和吸能特性,将防撞梁总成从整车低速碰工况下进行解耦简化,用于创建参数化优化模型。对吸能盒板件厚度、吸能诱导缺口位置进行参数化建模进而进行吸能盒结构优化设计。最终通过对比简化模型与整车碰撞模型的结果验证简化模型结果的可靠性。结果表明:通过对吸能盒进行参数化结构优化后,最大峰值碰撞力降低23.0%,SEA提升20.2%,轻量化效果达14.6%。该方法可以有效地指导吸能盒结构设计开发。

关键词：前防撞梁吸能盒参数化优化设计轻量化

碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒低速碰撞轻量化设计优化

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河南科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期42卷 25-32,M0003,M0004页

作者：肖金涛张帅徐锐良徐立友河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003

为了提升车身前端轻量化性能,本文设计与优化了一种新型结构的碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒。首先,建立了某乘用车钢制车身前端的有限元模型,并验证了模型的准确性。然后,运用拓扑优化技术对防撞梁及吸能盒进行拓扑设计,优化出... 详细信息

为了提升车身前端轻量化性能,本文设计与优化了一种新型结构的碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒。首先,建立了某乘用车钢制车身前端的有限元模型,并验证了模型的准确性。然后,运用拓扑优化技术对防撞梁及吸能盒进行拓扑设计,优化出其最优形状,确定新型防撞梁及吸能盒的三维模型。结合新型防撞梁及吸能盒模型,通过自由尺寸优化、尺寸优化和铺层顺序优化,对碳纤维复合材料防撞梁铺层进行优化,确定其最佳铺层块、铺层角度及铺层顺序。最后,基于碳纤维复合材料防撞梁及铝合金吸能盒低速正面碰撞有限元模型,设置6个设计变量和5个响应,采用最优拉丁超立方法对各设计变量随机取样,以构建各响应值的Kriging近似模型,运用NSGA-Ⅱ算法对防撞梁及吸能盒进行多目标优化,确定其最佳厚度。优化结果表明:与优化前相比,优化后吸能量为787.993 J,下降0.25%;吸能盒截面碰撞力峰值为20.2085 kN,下降了58.67%;最大侵入量为-64.2847 mm,增加了118.69%;防撞梁及吸能盒总质量为0.9537 kg,降低了45.34%。优化后碳纤维复合材料防撞梁及铝合金吸能盒在满足碰撞性能要求的条件下,比原钢制材料结构质量减少了67.2%,轻量化效果显著。

关键词：防撞梁吸能盒低速正面碰撞碳纤维复合材料优化设计

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汽车吸能盒的结构优化设计

机械设计与制造 2016年第9期 16-18页

作者：梁建术师光耀骆孟波河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018 燕赵司法鉴定中心河北石家庄050000

汽车吸能盒的优化设计是汽车领域内的重要研究内容之一,由于传统优化设计方法存在诸多缺陷,难以完成对吸能盒结构的多目标优化设计。以某车型防撞梁和吸能盒为模型,通过ANSYS完成了该模型的碰撞数值仿真计算。基于计算结果构建了以吸能... 详细信息

汽车吸能盒的优化设计是汽车领域内的重要研究内容之一,由于传统优化设计方法存在诸多缺陷,难以完成对吸能盒结构的多目标优化设计。以某车型防撞梁和吸能盒为模型,通过ANSYS完成了该模型的碰撞数值仿真计算。基于计算结果构建了以吸能盒结构参数为变量,以碰撞中能量吸收量、最大加速、防撞梁侵入量和吸能盒质量为目标量的代理模型。应用非支配排序遗传算法,对吸能盒的结构参数进行了多目标优化计算,为吸能盒结构的优化设计提供了合理的理论依据。

关键词： ANSYS 吸能盒碰撞代理模型遗传算法优化设计

基于熵权TOPSIS决策的汽车吸能盒冲压成形质量多目标优化

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锻压技术 2023年第10期48卷 67-74页

作者：赵洪林姜金花赵永顺李冬芳天津翔铄车身科技有限公司天津301600 天津丰通晟源科技有限公司天津301600

针对汽车吸能盒顶部圆角区域在冲压时易产生材料过度减薄进而引起开裂的成形缺陷问题,以压料力、脱料力和模具间隙为试验因素,以吸能盒最大减薄率最小化和成形极限图安全域占比最大化为质量优化目标,应用拉丁超立方试验设计方法结合有... 详细信息

针对汽车吸能盒顶部圆角区域在冲压时易产生材料过度减薄进而引起开裂的成形缺陷问题,以压料力、脱料力和模具间隙为试验因素,以吸能盒最大减薄率最小化和成形极限图安全域占比最大化为质量优化目标,应用拉丁超立方试验设计方法结合有限元分析构建试验因素同质量优化目标之间的多种近似模型,并对近似模型的预测精度进行分析。基于多目标粒子群算法(MOPSO),在优选出的克里金(Kriging)近似模型内进行多目标寻优计算并得到帕累托(Pareto)解集,提出基于熵权逼近理想解排序法(TOPSIS),从Pareto解集中决策出1组最优工艺参数组合,并进行模拟和实际冲压生产验证。试验结果证明所提方法的可靠性及有效性,可为具有类似结构的汽车吸能盒的冲压生产提供有益借鉴。

关键词：吸能盒压料力脱料力模具间隙 Kriging近似模型

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汽车吸能盒正面碰撞的有限元分析及优化

汽车吸能盒正面碰撞的有限元分析及优化

作者：熊凯旋湖南工业大学

学位级别：硕士

汽车吸能盒作为汽车保险杠内重要的吸能装置,也是汽车被动安全的重要组成,在汽车发生低速碰撞时能够有效的吸收碰撞动能,从而来保障乘员与车辆的安全。在汽车发生正面碰撞时因各种原因不能达到100%的正面碰撞。因此,本文运用非线性有限... 详细信息

汽车吸能盒作为汽车保险杠内重要的吸能装置,也是汽车被动安全的重要组成,在汽车发生低速碰撞时能够有效的吸收碰撞动能,从而来保障乘员与车辆的安全。在汽车发生正面碰撞时因各种原因不能达到100%的正面碰撞。因此,本文运用非线性有限元LS-DYNA仿真软件在汽车的正面低速碰撞出现角度偏差的情况下对某型号吸能盒进行碰撞仿真模拟分析。汽车碰撞是瞬态复杂的物理过程,涉及大变形和大位移及冲击载荷,为非线性动力问题,冲击载荷与接触在汽车碰撞过程中是一动态接触问题,影响着分析的全过程。本研究采用有限元软件LS-DYNA对吸能盒碰撞进行动态仿真分析,对碰撞冲击过程采用显式动力计算理论进行求解,其求解碰撞问题利用中心差分法离散时间域。采用显式中心差分法。本文选取某型号吸能盒,通过落锤冲击试验平台进行试验,对比LS-DYNA仿真软件的碰撞仿真分析结果,验证了LS-DYNA软件仿真的可行性与仿真结果的可靠性。然后考虑到汽车正面低速碰撞的角度偏差问题,提出几种不同尺寸结构的吸能盒,考虑正面碰撞角度偏差出现0°,10°,20°时进行碰撞仿真模拟,在确保吸能盒在正面碰撞过程中能够吸收一定能量的基础上,当汽车的碰撞角度发生偏差时也能够使吸能盒具有良好的吸能效果,保障车辆与乘员的安全。并通过定义目标优化函数及仿真研究进行吸能盒的优化设计,得到优化后吸能盒的碰撞吸能数值及碰撞角度变化时碰撞吸能的变化情况,从而得出具有最佳吸能性能吸能盒的设计变量,即吸能盒壁厚3mm、长200mm、边数为6,此结构下在碰撞角度偏差0°,10°,20°时其T值最小。同时考虑到汽车碰撞时速度的提高,提出一种新型的吸能盒结构设计,以此在中高速汽车碰撞的情况下吸能盒也能发挥一定的吸能作用,保障车辆与乘员的安全。本文的研究内容能够为汽车厂家的设计提供一定的参考意义。

关键词：汽车碰撞吸能盒 LS-DYNA 落锤冲击角度偏差目标优化函数

基于Hypermesh的汽车吸能盒结构参数优化设计

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机械设计 2022年第S1期39卷 44-49页

作者：柳校可袁美霞刘琪蔻莛彧北京建筑大学机电与车辆工程学院北京102600

汽车吸能盒作为保险杠内的一个重要吸能部件,在碰撞中可以起到吸收碰撞能量、保护纵梁、降低维修成本的目的,对提高整车的耐撞性具有积极作用。吸能盒板材厚度对其碰撞吸能性能有一定程度的影响。文中在Hypermesh软件中建立了吸能盒的... 详细信息

汽车吸能盒作为保险杠内的一个重要吸能部件,在碰撞中可以起到吸收碰撞能量、保护纵梁、降低维修成本的目的,对提高整车的耐撞性具有积极作用。吸能盒板材厚度对其碰撞吸能性能有一定程度的影响。文中在Hypermesh软件中建立了吸能盒的碰撞冲击有限元模型,并对有限元仿真进行了结果验证。在结构参数优化后,对防撞梁进行模态分析,并通过对100%正面碰撞和40%偏置碰撞所产生的碰撞力和吸能时间进行低速碰撞仿真分析,结果表明,采用2 mm板材厚度的吸能盒的吸能特性性能比1.8 mm板材厚度的吸能盒的吸能特性更为优异。

关键词：吸能盒低速碰撞有限元分析优化设计

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基于FEM的铝制吸能盒结构优化设计

工具技术 2015年第1期49卷 44-47页

作者：陈宇纪宝钢钟金发熊杰黄浩南董万鹏上海工程技术大学

相比铁制吸能盒,铝制吸能盒在保证各项指标的同时减轻了重量。基于有限元的思想,借助计算机进行CAE分析,成功设计出一款吸能性能较好的铝制吸能盒。运用CAE平台技术,相比传统的人工计算更加快捷,模拟效果更直观。CAE技术不仅提高了设计... 详细信息

相比铁制吸能盒,铝制吸能盒在保证各项指标的同时减轻了重量。基于有限元的思想,借助计算机进行CAE分析,成功设计出一款吸能性能较好的铝制吸能盒。运用CAE平台技术,相比传统的人工计算更加快捷,模拟效果更直观。CAE技术不仅提高了设计的准确性,还降低了试验的成本。设计过程中以吸能盒模型的横截面形状为变量,用UG软件建立吸能盒的初始模型。通过对9种不同横截面形状的单腔吸能盒进行虚拟试验,数据结果表明以六边形搭配圆形的横截面的吸能效果最佳。

关键词：吸能盒低速碰撞结构优化