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兼顾低速碰撞与行人小腿保护的汽车前保险杠系统优化研究

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兼顾低速碰撞与行人小腿保护的汽车前保险杠系统优化研究

作者：李岩华南理工大学

学位级别：硕士

车辆撞击行人时,前保险杠系统最先与行人腿部接触,对小腿造成的伤害有时会伴随人的一生;同时,低速碰撞时,为减少后部车体的损坏,保险杠要具有良好的耐撞性;但是行人小腿保护性能与低速耐撞性之间又有矛盾。因此,兼顾低速碰撞和行人小腿... 详细信息

车辆撞击行人时,前保险杠系统最先与行人腿部接触,对小腿造成的伤害有时会伴随人的一生;同时,低速碰撞时,为减少后部车体的损坏,保险杠要具有良好的耐撞性;但是行人小腿保护性能与低速耐撞性之间又有矛盾。因此,兼顾低速碰撞和行人小腿保护来研究前保险杠系统性能具有非常重要的意义。本文以某乘用车前保险杠系统为研究对象,通过低速碰撞分析和行人小腿碰撞分析发现此保险杠系统对行人小腿的伤害过大,不满足EEVC法规要求;针对此问题采用多目标确定性优化设计方法,在使该车型前保险杠系统具有良好的低速碰撞性的同时,提高其行人小腿保护性能。首先分析保险杠表皮的表面刚度特性及模态特性。对前保险杠表面刚度进行有限元仿真和实验测试,通过对比5个加载点变形量的实验值和仿真值来验证仿真模型的准确性,且表面刚度特性满足企业技术规范;对前保险杠表皮进行数值模态分析,结果表明一阶固有频率大于30 Hz,满足要求,可进一步分析保险杠碰撞安全性。其次分析保险杠系统的低速耐撞性和行人小腿保护性能。对前保险杠横梁低速正面碰撞工况进行实验和仿真分析,碰撞器加速度仿真曲线与实验曲线大体一致,验证了前保险杠横梁低速碰撞有限元模型的有效性;低速耐撞性分析结果表明,碰撞器侵入量和横梁变形量都满足要求,保险杠系统在低速碰撞时吸收了大约一半的能量,具有良好的低速耐撞性;在小腿碰撞区域选择5个碰撞点来分析行人小腿保护性能,结果表明Y400碰撞点处的胫骨加速度不满足EEVC法规要求。最后采用多目标确定性优化设计方法对前保险杠系统的综合性能进行优化。灵敏度分析确定蒙皮厚度、上格栅厚度、横梁厚度和横梁高度这4个参数为优化变量;优化结果表明,Y400碰撞点胫骨加速度减少了47.71%,膝关节弯曲角度和剪切位移分别减少了62.59%和23.08%,保险杠的行人小腿保护性能有较大提高;并且总吸能峰值几乎没变,优化后保险杠仍然保持着良好的低速耐撞性;另外保险杠质量减少了27.57%,实现了轻量化目标;再对优化结果进行6Sigma可靠性分析,结果满足设计要求。

关键词：前保险杠系统低速碰撞行人小腿保护多目标优化 6Sigma可靠性分析

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乘用车前保险杠系统耐撞性研究

乘用车前保险杠系统耐撞性研究

作者：程豹河北工业大学

学位级别：硕士

前保险杠系统是位于车身最前端的缓和冲击力的装置,在车辆高速偏置碰撞、低速和行人下肢碰撞中均起到不同程度的保护作用。目前国内外逐步将低速碰撞和行人保护性能逐步加入汽车安全性能的开发流程中,我国2018版的C-NCAP法规中将行人保... 详细信息

前保险杠系统是位于车身最前端的缓和冲击力的装置,在车辆高速偏置碰撞、低速和行人下肢碰撞中均起到不同程度的保护作用。目前国内外逐步将低速碰撞和行人保护性能逐步加入汽车安全性能的开发流程中,我国2018版的C-NCAP法规中将行人保护纳入法规规程。因此综合考虑设计出可以满足高速偏置碰撞性能、低速碰撞性能、行人下肢保护性能的前保系统,对于改善汽车的安全性具有重要意义。首先,本文依据C-NCAP、RCAR、E-NCAP三种法规,分别建立某国产车型的高速偏置碰撞有限元模型、低速偏置碰撞有限元模型和Flex-GTR柔性下肢碰撞有限元模型。根据相关法规评价标准对该车辆前保系统耐撞性进行分析,结果表明上述三种工况下,该系统结构耐撞性均不能满足要求。其次,以前保系统等主要结构参数为变量进行DOE正交试验设计,利用极差法分析结构变量对于每种性能影响的主次因素及影响规律,综合考虑三种工况性能,对前保险杠系统结构进行重新优化匹配。结果表明,高速偏置碰撞、低速碰撞、行人下肢碰撞性能均得到提升。最后,在正交优化的基础上,对该车型前保险系统进行了轻量化设计。利用多目标遗传算法,以前保系统零部件横向厚度为变量,在保证前保系统耐撞性的情况下,对其质量进行了优化。通过仿真验证得知,优化后的保险杠系统在高速偏置碰撞中导力作用增强;低速碰撞向后侵入量、行人下肢碰撞中的伤害均在规定范围内,耐撞性提高。前保系统总体质量降低,达到要求。

关键词：前保险杠系统 ODB RCAR 行人下肢保护耐撞性

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某铝合金前保险杠系统的结构设计与性能仿真

汽车安全与节能学报 2013年第4期4卷 356-360页

作者：朱传敏王灿陈珂同济大学机械与能源工程学院上海赛科利汽车模具技术应用有限公司

设计了一种考虑了耐撞性和轻量化的铝合金前保险杠系统结构,并进行了有限元仿真。对某研发中的轿车的铝合金前保险杠系统,进行了改进:增设了保持架和铁托两个新零件,加强了吸能盒后端。基于显式有限元方法,借助HYPERWORKS和LS-DYNA软件... 详细信息

设计了一种考虑了耐撞性和轻量化的铝合金前保险杠系统结构,并进行了有限元仿真。对某研发中的轿车的铝合金前保险杠系统,进行了改进:增设了保持架和铁托两个新零件,加强了吸能盒后端。基于显式有限元方法,借助HYPERWORKS和LS-DYNA软件,设定整车质量1.55 t,初始速度32.4 km/h,在全正面碰撞刚性墙壁的工况下,进行了仿真。结果表明:该优化后的结构设计,在碰撞过程中吸能盒截面反力平稳,峰值稳定在130 kN,整个系统在25 ms时刻完成总吸能31.70 kJ;该前保险杠总成质量4.08 kg,比高强度钢材料的总成降低了30%。因此,该系统达到了耐撞性和轻量化要求。

关键词：汽车安全性前保险杠系统耐撞性轻量化结构设计铝合金有限元

基于汽车低速碰撞的前保险杠系统安全性能研究

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机械设计与制造工程 2018年第3期47卷 81-85页

作者：李岩石柏军张兆元钟佳彬华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

以某乘用车前保险杠系统为研究对象,首先基于加拿大法规CFVSS215建立了正面碰撞和角度碰撞两种工况的保险杠低速碰撞有限元模型。其次从吸能、碰撞器加速度、碰撞器侵入量、横梁变形量和恢复系数几个方面对仿真结果进行分析,结果表明此... 详细信息

以某乘用车前保险杠系统为研究对象,首先基于加拿大法规CFVSS215建立了正面碰撞和角度碰撞两种工况的保险杠低速碰撞有限元模型。其次从吸能、碰撞器加速度、碰撞器侵入量、横梁变形量和恢复系数几个方面对仿真结果进行分析,结果表明此保险杠在低速工况下具有较好的吸能作用,能很好地保护后部车体,但是恢复能力一般。最后提出改进方案,改进后的保险杠质量降低了21%,两种工况下的恢复系数分别增加了21.95%和96.88%,极大地提高了保险杠碰后恢复能力,而且还实现了轻量化目标。

关键词：乘用车前保险杠系统低速碰撞安全性能

基于低速碰撞和行人腿部保护的前保险杠系统研究

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基于低速碰撞和行人腿部保护的前保险杠系统研究

作者：许莹莹湖南大学

学位级别：硕士

汽车前保险杠系统是吸收和缓和外界冲击力、防护车身前部的安全装置。在低速碰撞下,保险杠系统能降低碰撞对于汽车车体的破坏,起到对汽车和乘员的保护作用。随着国内外行人保护要求的不断提高,车辆的造型将越来越趋向于加强行人保护的... 详细信息

汽车前保险杠系统是吸收和缓和外界冲击力、防护车身前部的安全装置。在低速碰撞下,保险杠系统能降低碰撞对于汽车车体的破坏,起到对汽车和乘员的保护作用。随着国内外行人保护要求的不断提高,车辆的造型将越来越趋向于加强行人保护的功能。在行人与汽车相撞时,位于汽车前端的保险杠系统将直接与行人腿部发生接触,造成行人腿部的损伤,因此行人腿部保护也必须作为评价汽车前保险杠系统安全性能的一个重要指标。近年来,低速碰撞和行人腿部保护两方面的研究先后融入保险杠系统的开发设计流程。鉴于此,综合考虑满足低速碰撞性能和具有行人腿部保护功能来设计保险杠系统,对于汽车的结构优化和提高碰撞安全性具有一定的指导意义。本文首先按照国家标准GB17354-1998《汽车前、后端保护装置》的要求,建立某款汽车的低速碰撞的有限元模型,分别进行对中和角度的低速碰撞分析,根据保险杠失效准则,评价了上述两种工况下的碰撞特性,研究了缓冲材料密度、缓冲材料厚度、横梁材料以及横梁厚度对耐撞性的影响。在此基础上,根据Euro-NCAP法规的要求,对该款汽车展开行人腿部撞击保险杠的模拟分析,阐述了保险杠系统的主要参数对行人腿部保护的影响。分析的结果表明,满足汽车低速碰撞特性要求的汽车保险杠系统,用于行人腿部分析时却不能满足行人法规中腿部伤害的限制要求。为此,本文以仿真结果为依据提出了改进方向,综合考虑低速碰撞和行人保护两方面性能要求,对保险杠系统进行联合优化设计,分析保险杠参数对低速碰撞特性以及行人腿部损伤的影响趋势,从而获得同时满足汽车低速碰撞特性以及行人腿部保护要求的保险杠系统参数的优化组合。然后在各个参数的取值范围内应用响应面法优化保险杠系统的综合性能,并得到全局范围内的最优化参数组合。根据最终的验证结果,采用正交设计和响应面法选出保险杠系统最优化参数组合后,行人腿部保护性能得到提高,并且满足了耐撞性要求,由此证明这两种方法的可行性,为保险杠的设计开发提供了理论依据和参考。

关键词：前保险杠系统低速碰撞性能行人腿部保护正交设计响应面

基于行人下肢碰撞被动保护的SUV前保险杠收缩系统研究

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科技风 2016年第22期 159-160页

作者：阮观强何永旭上海电机学院上海201306

随着可持续发展的战略逐渐受到很多行业的推广,火力发电厂脱硫脱硝的措施逐渐纳入到可持续发展的战略中。火力发电厂的环保措施主要是针对脱硫脱硝措施进行展开,所以火力发电厂的脱硫脱硝措施是火电厂可持续发展的关键。本篇文章主要是... 详细信息

随着可持续发展的战略逐渐受到很多行业的推广,火力发电厂脱硫脱硝的措施逐渐纳入到可持续发展的战略中。火力发电厂的环保措施主要是针对脱硫脱硝措施进行展开,所以火力发电厂的脱硫脱硝措施是火电厂可持续发展的关键。本篇文章主要是通过火力发电厂脱硫脱硝措施进行分析提出现在状况下存在的问题并且进一步提出解决的方法。

关键词：低速碰撞前保险杠系统行人下肢保护 SUV

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充气式保险杠对行人下腿部碰撞的计算机仿真

充气式保险杠对行人下腿部碰撞的计算机仿真