对汽车吸能盒的设计与研究

对截面为六边形的薄壁吸能盒引入折纸图案,形成折纸结构。通过ABAQUS软件对铝制结构、碳纤维复合材料(CFRP)结构以及CFRP/AL混合结构进行准静态压缩仿真模拟,分析不同组成组分对吸能盒性能的影响。对于CFRP/AL混合结构进行不同的铺层角度设计,并运用子程序进行模拟仿真,研究不同铺层角度对CFRP/AL混合结构耐撞性能的影响。通过对不同组成组分的吸能盒研究发现,CFRP/AL混合结构的吸能效果远远大于铝制结构、CFRP结构,而且对于不同铺层角度下的CFRP/AL混合结构,表现性能较好的是AL-1-COM-30,其吸能量提升91.48%,比吸能提升24.03%,压缩效率提升43.41%。     

保险杠吸能盒轻量化设计

在汽车发生低速碰撞时,保险杠吸能盒通过褶皱变形,从而有效吸收碰撞能量,以此减小乘员受到的伤害和保护车辆。首先以现有保险杠吸能盒尺寸为依据,然后利用正交试验法,以碰撞过程中最大的加速度为考核指标,对吸能盒截面进行尺寸优化。最后,对正交试验优化前后的吸能盒进行多工况有限元仿真分析,仿真结果表明:通过优化后的吸能盒较优化前缓冲性能更优,能更好地保护乘员安全。     

汽车吸能盒的结构设计与优化

以总吸能量、峰值载荷、压缩位移为评价指标,构建以截面形状为正六边形的铝合金吸能盒模型,在吸能盒内腔加焊加强肋板,考虑其布置形式对吸能特性的影响,通过仿真分析,得到综合特性较优的方案。仿生节可以提高禾本植物茎的机械强度。将这一思想应用到吸能盒结构的二次设计,研究其对吸能盒特性的影响。在吸能量和压缩位移基本不变的情况下,峰值载荷在较优方案的基础上降低16.7%,使其碰撞变形模式更加合理,进一步使吸能盒的吸能特性更满足实际工程需要。     

汽车前纵梁正面碰撞仿真及其优化研究

前纵梁是汽车前碰撞中的主要吸能部件,其吸能特性和变形模式决定着碰撞过程中车身加速度响应和力的传递路径,对汽车结构耐撞性有显著影响。为了分析研究前纵梁的变形模式和吸能效果,应用HYPERMESH/LS-DYNA建立了有限元模型,进行了正面碰撞试验的数值仿真,结果显示,与试验结果基本一致。根据仿真结果,对前纵梁进行多目标优化,再根据优化结果对前纵梁进行结构改进设计。通过仿真验证,改善了前纵梁变形模式,提高了其吸能能力,验证了优化方案的可行性。     

翻车保护结构及其吸能构件设计与性能仿真

针对工程车辆在斜坡上的滚翻实况,分别利用有限元非线性分析法和多刚体动力学方法建立了整车有限元模型和多刚体动力学模型,并对其进行动态仿真分析。仿真结果预测了车辆斜坡滚翻时翻车保护结构(ROPS)及其吸能构件的变形和吸能,以及滚翻过程中司机的运动状态和损伤概率。结果表明：采用ROPS及其吸能构件能够阻止整车在较小坡度工况下连续滚翻,减少ROPS的塑性变形量,同时也能削弱碰撞过程中加速度峰值并有效降低司机损伤概率。     

波形复现吸能器的原理分析及仿真

对自行设计的波形复现吸能器的结构和原理进行分析,利用LS-DYNA有限元分析软件对该吸能器进行仿真。该吸能器利用销柱间钢筋预变形产生阻尼力,通过改变钢筋的类型、数量、长度和位置等复现出所期望的减速度波形。仿真与试验结果的比较表明:波形复现吸能器仿真模型复现的波形和台车碰撞试验的波形吻合较好。试验结果验证了吸能器仿真模型的正确性,仿真方法为吸能器的调试提供了依据,缩短了调试时间,提高了波形复现的精度。     

薄壁吸能结构的仿真与试验

运用PAM-CRASH软件对不同壁厚的薄壁方管进行准静态轴向压溃有限元仿真试验,并对壁厚最优结构进行实物试验并与仿真结果进行比对。结果表明,随着壁厚的增加可以有效改善吸能结构的吸能特性。对相同壁厚的方管、圆管、锥形管进行准静态轴向压溃仿真,从变形模式和吸能特性两方面进行比对。仿真结果表明,在相同壁厚、相同高度下,圆管的吸能特性优于方管,优于锥形管件。     

气吸式排种器吸孔气流场的有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件对影响气吸式排种器吸种效果的吸孔气流场进行了仿真和试验研究。仿真分析了吸孔形状、孔径及吸种导程对吸种效果的影响,并在排种器试验台上对仿真结果进行了验证。结果表明:吸孔直径越大,吸种效果越好;锥形孔的吸种效果优于直孔和沉孔;吸孔导程对吸种效果影响不大,只起到了调整和稳定气流的作用。     

单元类型选择对钢制车轮疲劳寿命仿真的影响

车轮的疲劳寿命直接影响着车辆行驶安全,对车轮的疲劳强度和寿命进行仿真计算与分析可缩短研发周期、节省研发经费。以某型钢制车轮为例对其疲劳强度和寿命进行了仿真研究,并针对在仿真中采用的单元类型对车轮的疲劳强度和寿命的影响进行了深入分析。首先应用工程软件建立了某型钢制车轮有限元模型,并分别采用两类常用单元对结构进行离散,按照国家标准(GB/T5334-1995)规定的试验方法对车轮施加载荷条件和约束边界条件,之后对车轮进行有限元仿真和疲劳寿命计算、分析。研究结果表明,单元类型的选择对强度计算以及结构疲劳寿命的估算有明显影响,在进行仿真分析时必须充分考虑结构形态及边界条件以便选择合适的单元类型。     

缓冲吸能式保险杠的低速碰撞试验和仿真

针对某型号国产汽车保险杠和一种加装缓冲装置的缓冲吸能式保险杠,对其结构的吸能特性用LSDYNA3D软件进行了计算机仿真模拟研究,并通过试验进行了验证,得出缓冲吸能式保险杠具有较好的吸能特性的结论,这对于提高汽车的被动安全性能具有积极的意义。     

基于ANSYS的稻谷热泵干燥仓角状盒选型及优化

研究了现有的几种常见稻谷干燥仓的结构特点,论述热泵干燥仓的结构选型,对角状盒参数设计进行了理论分析,并选取了5HG-4.5型干燥仓建立了角状盒受力简易数学模型,应用ANSYS软件对角状盒进行了应力模拟分析和厚度优化,模拟结果表明角状盒应力集中地方主要分布在两端的焊接点处,制造加工时应进行热处理及打磨。当使用材料为Q235时,得到优化厚度为1.2 mm,模型的最大应力为83.5MPa,满足材料的许用应力条件。模拟优化结果对干燥仓的设计制造具有重要的指导意义。     

汽车保险杠的非线形有限元分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行了轿车保险杠碰撞数值模拟仿真,得到了速度、加速度、碰撞力等参数的响应曲线。经过试验验证,分析结果可以作为轿车保险杠结构设计改进的参考依据,设计改进后的缓冲吸能式保险杠具有较好的吸能特性和耐撞性能。     

基于吸能分配的平头货车驾驶室耐撞性研究

针对平头货车驾驶室无专用吸能区间和吸能元件的情况,由理论分析提出通过驾驶室各部件吸能量重新分配来改进驾驶室耐撞性的方法。参照ECE R29法规,以有限元法仿真某款实车驾驶室的摆锤碰撞过程,通过改变驾驶室部件的厚度尺寸来分配部件吸能量,评比碰撞后驾驶室生存空间,研究驾驶室生存空间与主要部件吸能量之间的关系,并依据分析结果提出切实可行的改进方案,进行实验验证。研究结果表明,适当增加或减少各部件的吸能量,达到吸能量的合理分配,可有效改进驾驶室耐撞性。     

不同形式正面碰撞中假人头部运动及伤害分析

介绍了几种不同形式的正面碰撞试验,并进行了比较。从车身加速度、吸能方式的角度对各形式间的差异进行研究,利用高速摄像和数据信号采集技术对假人头部的运动及伤害情况进行分析,得出了几种不同碰撞形式的特点。分析结果对车身结构、约束系统的设计以及正碰试验方法的改进有积极的作用。     

客车车身振动仿真分析

首先建立了汽车车身结构的有限元模型,并进行了有限元计算模态分析;通过比较计算模态和试验模态,验证了车身结构有限元模型的正确性;基于模态分析的结果,提出了车身减振的改进方案,并且对改进前后的车身结构进行动态特性仿真分析,仿真分析结果表明,该改进方案能有效减轻车身结构的振动,可以作为控制车身振动,进而控制车内低频噪声的一条途径。     

基于二次响应面模型前保险杠低速碰撞优化设计

以某款车型的前保险杆为研究对象,在保持前保险杠结构不变的情况下,改变横梁和吸能盒的厚度值。以入侵量、横梁和保险杠总质量为优化目标,采用优化拉丁超立方进行抽样,建立高拟合精度的二次响应面近似模型。通过非支配排序遗传算法得出最终优化方案与仿真值相近。研究表明,此优化方案增强前保险杠耐撞性的同时实现了轻量化。     

气力滚筒式小粒圆形种子排种器孔口结构仿真分析

利用ANSYS/FLUNET软件建立了气力滚筒式排种器气流场动力学模型,在吸附种子的条件下,仿真分析吸孔结构分别为沉孔、锥孔和直孔对排种器吸种效果的影响。仿真结果表明:在吸孔直径相同时,锥孔吸孔吸种效果优于沉孔吸孔。以平均直径为Φ1.4甘蓝种子为播种对象进行试验验证,结果表明:对于小粒径种子播种,直孔吸孔对种子的吸种效果优于锥孔吸孔。     

玉米地残膜回收机的原理改进及试验分析

针对气吸式玉米残膜回收机工作效率低、起膜过程中壅土量大和机具结构复杂等问题,对气吸式残膜回收机的起膜铲、吸膜装置、筛土链组部件进行了原理改进和结构优化,接着对改进和优化后的残膜回收机的起膜铲进行了有限元分析,分析的结果满足机具工作稳定性的要求;同时,对改进和优化的机具进行样机制作和田间试验。分析试验结果得出:该机表层残膜回收率能够达到91%以上,符合国标中对残地膜回收机具的要求。     

多边形截面薄壁锥管吸能特性影响参数研究

薄壁结构具有良好的吸能性能被广泛关注。以薄壁锥管为对象,对比分析了多变形截面锥管与传统四边形截面锥管的吸能性能,结果表明多边形截面锥管相较于传统截面锥管具有更优的吸能性能。采用正交试验法研究了薄壁锥管设计参数对其吸能特性的影响程度,并对结果进行有限元验证。研究表明,合理设计薄壁锥管锥角角度可以有效降低结构压溃过程中的初始峰值力,同时不影响结构的吸能能力。     

基于Fluent/EDEM的水稻精量排种盘参数化设计与仿真分析

为解决气吸式水稻精量播种机排种器在作业中存在排种稳定性差等问题,利用有限元与离散元仿真方法设计并优化气吸式精量育种用排种盘。利用离散元仿真方法探究排种盘的扰种性能,利用排种器内水稻种子的运动速度来判定排种器内扰种部件最优的结构参数。通过有限元分析,以气吸式排种器中吸气口处的压强大小以判定排种盘最佳结构参数,进行排种盘流场的仿真优化设计与验证。通过仿真分析,获得最优状态下排种盘的最优结构参数:排种盘总厚度为3 mm、扰种台的高度为2 mm,其内部表面形状为圆弧状结构,并利用Ansys Fluent进行流场分析与验证。