基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究
万方数据
第５期吴毅等：基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究１０９
』ｎ盯Ｉ占。ｄ力一』。ｔＭ。ｄ５＋
ｆ。Ｆ一己‘，ｄＳ＋ｆｎｐ０【“。ｄｎ＝０（１）
式中，力为接触系统所占空间；盯，为内应力；占。虚应变；Ｊｓ为
除接触摩擦力的外力作用表面；，。为外力；‰为虚位移；ｓ。
为接触表面；Ｆ。，为接触摩擦力；“，为两接触点的相对虚位移；
ｐ为质量密度；ｏ为接触系的加速度。
公式（１）经有限元离散化后，可转化为以下的等效形式
Ｍｄ＝Ｆ。一Ｆｆ—Ｆ。ｒ（２）
式中，肘为系统质量矩阵；。为加速度矢量；只为外力矢量；
Ｆ。为内力矢量；一，为接触摩擦力矢量。
在显式算法中，通常将质量矩阵对角化，因此公式（２）的求解通常是一系列相对独立方程的求解，而不涉及联立方程的求解。通过公式（２）求得当前时刻的加速度后，便可利用中心差分法求得下一时刻系统的变形状态。
２侧面碰撞仿真
２．１有限元模型建立
因车身的零件基本上都是薄钢板冲压而成，因此车身零件全部采用壳单元形式。零件之间采用焊点单元（ｓｐｏｔ—ｗｅｌｄ）连接，少数螺桂连接处采用刚性单元（Ｒｉｇｉｄ）连接。车身与四门两盖通过铰链连接，采用转动运动副模拟铰链的转动。底盘零件采用适当的简化。底盘零件、发动机等采用壳单元，并赋予刚性材料。
整车模型单元总数为７４２７５３，其中三角型单元占单元总数的５％，焊点单元总数为５８５１。整车有限元模型如图ｌ所示。移动壁障车由车体和前部蜂窝材料的吸能块组成。前
▲图１整车有限元模型
部吸能块用来模拟发生侧面碰撞时冲击车辆车头刚度情况的。在以下的研究中，使用ＥＴＡ公司ＶＰＧ软件中提供的移动壁障车。移动壁障车有限元模型如图２所示，整个模型单元总数为６６６１个。由于假人有限元模型建立是一项十分复杂的过程，特别是用于模拟人体的材料属性，需要大量的试验数据的支持，目前国内尚不具备独立开发假人模型的能力。所以，使用ＥＴＡ公司ＶＰＧ软件中提供的欧洲侧撞用假人Ｅｕｒｏ－ＳＩＤ。整个假人模型单元总数为４９９３个。
▲图２移动壁障车有限元模型
▲图３侧擅假人有限元模型
２．２整车有限元模型的验证
由于原车型只进行了正面而没有进行侧面碰撞的实车碰撞试验，因此用正面碰擅来检验整车零部件的连接关系，验证所建立的有限元模型的正确程度。按照我国的ＣＭ—ＶＤＲ２９４正面碰撞法规，对整车进行正面碰撞仿真。通过仿真所得的整车变形以及Ｄ柱下端加速度曲线与实车碰撞数据进行对比，如图４、图５、图６所示。
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▲图４整车碰撞变形对比
▲图５左侧Ｂ柱加速度曲线对比
时间／ｍｓ
▲图６右侧Ｂ柱加速度曲线对比 万方数据
机械设计与研究第２２卷
从图中可以看出整车变形以及加速度曲线的趋势、峰值
基本致，从ｌ时验证有限元模型的可靠性。
２．３侧面碰撞仿真与分析
确定车辆、壁障车、假＾三者位置咒系（移动壁障车的中
心ｌ郇前过但人ＩＩ点）后，按照欧洲ＥｃＥＲ９５法规进行侧面碰
撞的仿茸试验，移动壁障车初始速度定义为５０ｋｒｎ／ｈ。
侧面碰撞仿真结果如图７所示，移动壁障车在侧面垂直９０。撞击该ｓｕＶ车，前后车门均发生较大变形，使得乘员舱空间变小，造对驾驶员的保护和逃生都是不利的。
▲图７侧面碰撞仿真结果
３防撞杆耐撞性研究与结构优化
３．１防擅杆的结构优化
在侧面碰撞过程中．作为车门内的防撞杆，在侧面碰撞发生时，起到了很重要的作用，因此防撞杆的性能至关重要。娘ｓｕＶ车防撞杆如图８所示，由于圆柱型防撞杆在吸能方面不是很好，因此在保证质量不增加的情况下，采用板状防撞扳进行优化研究．以提高耐撞性能。
▲图８原车防撞杆示意图
运用ＨｙｐｅｒＨｅｓｈ软件对防撞板进行结构优化。首先建克防撞板的有限元模型，按照防撞板在车中安装的实际情况，在防撞板的两边设置约束点，约束全部的六个自由度，然后按照防撞杆受到撞击时的受力情况．给防撞板施加应力分布。对防撞板设置响应参数，一个参数是防撞板的质量，另一个参数是防撞板中央节点的位移。，在进行优化之前，设置优化的边界条件；防撞板的质量不变，设置优化的日标：防撞板中央节点位移最小化。经过优化的结果如图９所示，由图可以看出，其结构的优化趋势应该是中间受力处向下凹陷，两边向上突起。这样在防撞板受到撞击时，可以使得两边突起的地方首先受力，这样使得防撞板在经受撞击的时候有一个相对缓冲的过程，以此可以减少防撞板中间的变形。，
▲图９结构优化国
结构优化程序只给出了防撞板的优化形式，根据实际防撞板的安装情况，确定最终的防撞板结构形式，如图ｌＯ所示。防撞板的两端伸出一段距离，便于防撞板在车门内板上的焊接，中间凹槽呈梯形状，便于制造，并且与周围零件不产生干涉。
▲图ｌＯ前门防撞板结构形式
后门防撞板的优化过程于前门防撞板类似，其最终结构图如图“所乐。
▲图ｌｌ后门防撞板结构图
３．２防擅杆结构优化的验证
把优化之后的前门后门防撞杆分别代替原车中的前ｆｊ后门防撞杆，安装位置较原车不变，再按照欧洲ＥｃＥＲ９５法规进行侧面碰撞模拟仿真。图１２和围１３分别为前后门防撞板应力分布图，从图中可以看出，防撞板的应力主要集中在两头的安装点，中间部分受力比较均匀，投有改进前防撞杆中间部分应力集中的现象，这样更能有效的抵抗冲击。
▲图１２前门防撞板庙力分布图 万方数据
第５期
吴毅等：基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究
▲图１３后门防撞板应力分布图
在车门内板上取相对的两点，侧面碰撞后，前门、后门两侧内板距离变化曲线如图１４和图１５所示。可以看出，发生侧面碰撞后，改进后的前门内板相对距离比改进前增加了１０ｍｍ．而后门内板相对距离比改进前的增加了２０ｍｍ。乘员舱的空问比改进前增大了，因此防撞板结构优化以后增加了
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ｉ：ｏ夔避厦ｉ
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▲图１４前车门两侧内板距离变化曲线
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▲图１５
后车门两侧内板距离变化曲线
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Ｏ．１４０，１６
时间／ｓ
▲图１６前门防撞板吸能曲线对比
车辆的耐撞性能，提高了驾乘人员的安全性。图１６和图１７为改进后的防撞板与改进前的防撞杆吸能比较，从图中可以看出，改进后，前门防撞板吸能达到了１７１ＫＪ，比原来防撞杆的１６ｌＫＪ提高了ｌＯＩ（Ｊ，后门防撞板吸能为９４ｌ（Ｊ，比原来防撞杆的８９ｌ（Ｊ提高了５Ｉ（Ｊ。由此可以看出，防撞板的吸能比原来的防撞杆有不同程度的提高，改进后防撞板结构的吸能效果优于改进前的防撞杆。
０００００
８０００００
６０００００
４００００』２００００ｌ
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０．０６
０．０８
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Ｏ．１２
０．１４
０．１６
时刘／Ｓ
▲图１７后门防撞板吸能曲线对比
图１８为座椅下地板上一点的加速度变化图，从图中可
以看出，改进前与改进后其加速度变化趋势及峰值基本相同。
４０３０
２０
掣
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Ｈｑ问／ｓ
▲图１８地板上一点加速度变化图
综上所述，改进后的防撞板结构在加速度方面与改进前基本相同，在变形和吸能方面明显优于改进前的结构，提高了车辆的侧面耐撞性能。
４
结论
对于侧面碰撞，由于车身结构所限制，无法提供很大的缓冲空间，因此对于提高车辆侧面抗撞性能难度较大。以上建立了某ｓｕＶ车型的整车有限元模型，在验证了模型的可靠性后，按照欧洲ＥｃＥＲ９５法规要求对其进行侧面碰撞仿真。对防撞杆进行结构优化研究提出改变车门防撞杆结构形式以改进车辆侧面抗撞性能的优化设计方案。通过仿真计算，从地板加速度变化情况、车门变形和吸能方面进行对比、分析，验证了发生碰撞时优化后的防撞杆结构在变形和
吸能方面明显优于改进前的结构，提高了车辆的侧面耐撞性能以及驾乘人员的安全性，为今后开展汽车的侧面碰撞研究以及提高侧面耐撞性能提供了可借鉴的方法。
（下转第１１２页）
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万方数据
第２２卷第５期机械设计与研究
Ｖ０１．２２Ｎｏ．５２００６年１０月
ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇＩｌａｎｄＲｅ８ｅａｒｃｈ
０ｃｔ．，２００６
文章编号：１００６－２３４３（２００６）０５—１１２Ｊ０３
塔式起重机动态分析的计算模型
于兰峰。
（西南交通大学
机械工程研究所，四川
王金诺成都
６１００３ｌ，Ｅｍａｉｌ：ｊｄｌ忽０００＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ）
摘要：分别按集中参数法及有限元法建立了塔式起重机结构系统的动力学模型。按集中参数法建立的少自由度模型包括四自由系统、三自由度系统、二自由度系统及单自由度系统，对二自由度系统及单自由度系统的结构固有频率给出了简化计算公式。通过实例验算证明，少自由度系统或简化计算公式的计算精度可以满足工程设计的要求。
关键词：塔式起重机；动态特性；动力学模型；固有频率中图分类号：ＴＨｌ２２文献标识码：Ａ
ＤｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓＭｏｄｅｌｓｏｆＴｏｗｅｒＣｒａｎｅｓ
ＹＵＬａｎ—ｆｅｎｇ，
ＷＡＮＧＪｉｎ．ｎｕｏ
（Ｒｅ８ｅａｔｃｈＩｎ８ｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｉｃｈｕａｎＣｈｅｎｇｄｕ
６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅ８ｅｎｔｓｄｙｎａｍｉｃ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｍｏｄｅｌｓｕ８ｉｎｇＬｕｍｐｅｄＰａｒａｍｅｔｅｒＭｅｔｈｏｄ（ＬＰＭ）ａｎｄＦｉｎｉｔｅＥ１ｅ?
ｍｅｎｔ
Ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｐｒｏｐ０８ｅｄｌｏｗ－ＤｅｇｒｅｅｏｆＦｒｅｅｄｏｍ（ＤＯＦ）ＬＰＭｍｏｄｅｌｓｉｎｃｌｕｄｅｆｏｕｒＤＯＦｓｙｓ—
ｔｅｍ，ｔｈｒｅｅＤＯＦ８ｙ８ｔｅｍ，ｔｗｏＤＯＦ８ｙｓｔｅｍａｎｄｓｉｎｇｌｅＤＯＦ８ｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｏｒｔｗｏ
ＤＯＦａｎｄｓｉｎｇｌｅＤＯＦｓｙ８ｔｅｍｗｉｔｈｓｉｍｐｌ洒ｅｄｆｏｎｌｌｕｌａ
ａｒｅ
ｇｉｖｅｎ．Ａｎｕｍｅ“ｃａｌｅｘａｍｐｌｅｉｓｕｓｅｄｆｏｒｉ１１ｕ８ｔｒａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｐｍ—
ｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｓ．
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｔｏｗｅｒ
ｃｒａｎｅ；ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；曲ｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓ；ｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
塔式起重机是高达数十米，甚至上百米的结构。塔机工作时各个机构频繁地起动和制动，使塔机结构承受强烈的冲击和振动，并产生持续时间较长的衰减振动。振动不仅影响
收稿日期：２００６—０１—２３
（上接第１１１页）
参考文献：
《中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编》［Ｒ］．２００３．黄世霖，张金焕．汽车碰擅与安全［Ｍ］．北京：清华大掌出版社。２０００．
候飞．轿车侧面碰擅新车评价程序及提高轿车侧面碰撞性能的措施［Ｊ］．汽车工程，２００２，２２（６）：４１３—４１７．
陈晓东．汽车侧面碰擅计算机仿真方法［Ｊ］．汽车工程，２００４，
２６（１）：６５—６６．
刘芳化，陈晓东，费蓝冰．汽车侧面碰擅移动变形壁障试验方法［Ｊ］．试验测试１０００一３７０３（２００４），１２—００２８一０３，２３—３０金鑫，张金焕，黄世霖．汽车侧面碰擅试验用吸能材料研究［Ｊ］．公路交通科技，２００４，２１（１１）：１３ｌ—１３４．
ＢｙＩＤｎ
Ｂ１０ｃｈ．Ａｄｖ叭ｃｅｄｄｅＢｉｇｎ８
ｆｏｒ
８ｉｄｅｉｍｐａｃｔａｎｄｒｏｌｌｏｖｅｒｐｒ０－
ｔｅｃｔｉｏｎ『Ａ］．１６ｍ
ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃ８ｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ
ｔｈｅ
Ｅｎ．
塔机的装卸效率，由于司机室位于塔身顶部，塔身的水平振动还会对司机的生理器官与心理感受产生不良的影响。因此，对塔机进行动态设计，了解其动态特性，是目前设计重载、高速、高效、大起升高度塔机的重要方法。动态特性是指振动系统的固有频率、固有振型、质量、阻尼等影响动力响应的固有特性。
ｈａｎｃｅｄ
ｓａｆｅｔｙｏｆＶｅｈｉｃｌｅｓ
［ｃ］．
ｗｉｎｄｓｏｒＯｎｔａｒｉｏ
ＣＡＮＡＤＡ
１９９８．
［８］
Ｎ盯ｑａｎＹｏｇ啪ａｎｄａｎ，ＦｒａｎｋＡ．Ｐｉｎｔａｒ．Ｒｅ叩ｏｎ８ｅ８ｏｆ８ｉｄｅｉｍｐａｃｔｄｕｍｍｉｅ８
ｉｎｔｅｌｅｄ
ｔｅｓｔｓ［Ｊ］．ＡｃｃｉｄｅｎｔｓＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄ
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，
２００５，３７：４９５—５０３．
［９］
ｓ．Ａｃｉｅｍｏ，ＲＫ８ｕｆ如ａｎ，ＦＰＲｉｖ８ｒａ，ｅｔＢ１．Ｖｅｈｉｃｌｅｍｉｓｍａｔｃｈ：ｉｎ．
ｊｕｒｙｐａｔｔｅｍｓ
８ｎｄ
ｓｅｖｅｒｉｔｙ［Ｊ］．Ａｃｃｉｄｅｎｔ８
Ａｎａｌｙｓｉ８
ａｎｄＰｒｅｖｅｎ—
ｔｉｏｎ，２００｜４，３６：７６ｌ一７７２．
［１０］
Ｋ耳恒ｕｙ８Ｆｕｒｕｅｕ，１８ａｏｗａｔａｎ幽ｅ，ｃｈｉｈＢｎｌ
ＫＢｔｏ，ｅｔ
Ｂ１．Ｆｕｎｄａ—
ｍｅｎｔａｌ
８ｔｕｄｙｏｆｓｉｄｅｉｍｐａｃｔａｎ８ｌｙｓｉ８ｕ８ｉｎｇｔｈｅｎｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ
ｏｆｔｈｅ
ｈｕｍ８ｎｔｈｏｒ“［Ｊ］．ＪｓＡＥ
Ｒｅｖｉｅｗ，２００ｌ，２２：１９５—１９９．
作者简介：昊教（１９８１一），男，硕士研究生，研究方向：汽车结
构的耐撞性设计与ＣＡＥ仿真技术。
１ｊ
１２
３
４
５６７
万方数据
基于侧面碰撞仿真的轿车防撞杆结构优化研究
作者：吴毅， 朱平， 张宇， WU Yi， ZHU Ping， ZHANG Yu
作者单位：上海交通大学,机械与动力工程学院,上海,200030
刊名：
机械设计与研究
英文刊名：MACHINE DESIGN AND RESEARCH
年，卷(期)：2006，22(5)
被引用次数：4次
参考文献(10条)
1.中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编 2003
2.黄世霖.张金焕汽车碰撞与安全 2000
3.候飞轿车侧面碰撞新车评价程序及提高轿车侧面碰撞性能的措施[期刊论文]-汽车工程 2002(06)
4.陈晓东汽车侧面碰撞计算机仿真方法[期刊论文]-汽车工程 2004(01)
5.刘芳化.陈晓东.费蓝冰汽车侧面碰撞移动变形壁障试验方法 2004
6.金鑫.张金焕.黄世霖汽车侧面碰撞试验用吸能材料研究[期刊论文]-公路交通科技 2004(11)
7.Byron Bloch Advanced designs for side impact and rollover protection 1980
8.Narayan Yoganandan.Frank A Pintar Responses of side impact dummies int eled tests 2005
9.S Acierno.R Kaufman.FPRivara Vehicle mismatch:injury patterns and severity 2004
10.Katsuya Furusu.Isao Watanabe.Chiharu Kato Fundamental study of side impact analysis using the finite element model of the human thorax 2001
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1.学位论文余波基于MDB与柱壁障的轿车侧面碰撞仿真研究2010
近年来，随着我国汽车保有量迅速增加，汽车正面碰撞、侧面碰撞成为最常
见的两类交通事故。相关统计数据表明，由于我国城市道路的交叉路口以平面交
叉为主，侧面碰撞是我国发生频次最高、造成受伤人数最多的交通事故。同时，
汽车侧面又是车体强度较薄弱的部位，特别是对轿车而言，侧面碰撞刚度约为正
面碰撞刚度的1/12，而车内乘员同强烈贯穿的撞击物之间仅隔着车门和20～30cm
的空间。因此，研究如何提高我国轿车的侧面碰撞安全性能，对减少对乘员伤害、
降低车辆碰撞事故中的死亡率具有重大意义。
针对2009年2月最新欧洲的Euro-NCAP将侧面柱碰纳入其法规，而我国对
这种特殊的侧面碰撞形式研究很少，本文通过计算机仿真的方法对轿车与移动变
形壁障和柱壁障碰撞这两种侧碰形式展开研究。首先，对侧面碰撞计算机仿真基
本真理论和影响侧面碰撞仿真精度和效率的参数进行分析；其次，在我国相关侧
碰法规以及Euro-NCAP中的侧面柱碰法规的基础上，利用HYPERMESH软件建
立轿车的移动变形壁障(MDB)—侧面碰撞有限元模型和柱壁障—侧面碰撞有限元
模型，并利用LS-DYNA进行相应的求解，根据仿真结果对两种碰撞形式各自的能
量变化和车体响应进行研究，并结合轿车侧面碰撞的评价指标，对两种碰撞形式
车体的变形量、侵入量、关键部位加速度进行对比分析，得出两种碰撞形式对乘
员的伤害特点；最后，结合仿真中得出的侧面柱碰伤害的特点，对车体结构进行
相应的改进，一定程度上提高了车辆的侧碰安全性。
通过本文的研究表明，Euro-NCAP中的侧面柱碰是一种对乘员头部和胸部的
伤害更严重的一种碰撞形式，它对乘员头部和胸部的保护提出了更高的要求；而
目前我国法规中要求的移动变形壁障(MDB)侧面碰撞对乘员腹部和盆骨保护略微
为严格一些。虽然，目前大部分国产轿车车辆都还无法满足欧洲侧面柱碰法规的
要求，但本文针对侧面柱碰进行的改进是有效的，表明如果我国汽车设计者根据
柱碰伤害的特点进行不断地改进，国产轿车很快也能适应国外的侧面柱碰法规。
本文的研究可为我国开展侧面柱碰法规和针对柱碰的车身结构改进提供一些参考
和帮助。
关键字：轿车侧碰；MDB；柱壁障；车体改进；有限元法
2.期刊论文吴毅.朱平.张宇SUV车侧面碰撞安全性仿真研究-机械制造2006,44(7)
在我国汽车碰撞交通事故中,侧面碰撞事故占30%左右,是发生频率最高和造成人员伤亡最多的事故类型,为此开展汽车的侧面耐撞性能研究是十分重要的.针对国内某SUV车型,建立整车有限元模型,在模型验证的基础上,然后按照欧洲侧面碰撞法规ECER95对该车型进行侧面碰撞模拟仿真,从碰撞变形、碰撞吸能、碰撞力以及关键点的加速度值对仿真结果进行分析、评价,并提出了提高整车侧面碰撞安全性能的一些合理化建议,为今后开展汽车的侧面碰撞研究及提高轿车侧面耐撞性能提供了可借鉴的方法.
3.学位论文王守江客车整体骨架侧碰仿真与耐撞性分析研究2007
本文首先分析了汽车碰撞研究背景，探讨了汽车碰撞安全性的重要意义和国内外汽车碰撞计算机仿真研究现状。在此基础上，分析研究大客车侧面
碰撞仿真分析的必要性和重要性，并且结合企业实际需求确立了本文的研究内容。
汽车碰撞仿真计算是一个涉及材料科学、力学、数学等多学科的问题，因此碰撞仿真相关理论的研究是整个碰撞仿真分析的基础。Lagrange法是目前描述固体碰撞行为的最成熟最方便的方法。这种方法可以处理高速碰撞过程中复杂的边界条件和复杂的材料本构关系，并且对接触滑移而描述非常方便。
在汽车碰撞理论研究的基础上，进一步探讨大客车侧面碰撞仿真的实现方法和大客车耐撞性评价方法是十分必要的，并结合实际情况确立了大客车整车骨架侧面碰撞计算仿真平台。
整车结构有限元模型是汽车碰撞仿真的重要基础，碰撞仿真结果的精度和准确性除了与计算方法有关外，还在很大程度上依赖有限元模型的精度。根据大客车车身结构的特点和碰撞仿真要求，为了兼顾模拟效率与精度的平衡，分别探讨了单元类型、材料模型、时间步长控制和碰撞接触方法的选择问题。整车有限元模型的建立后，根据企业需要，以某12m典型大客车侧面碰撞安全仿真为例，分别模拟了大客车与大客车和货车与大客车的侧面碰撞仿真计算。
完成大客车整车骨架两种情况下的侧面碰撞仿真分析后，分别从车身骨架运动、车身骨架碰撞变形、车内乘员生存空间和碰撞加速度以及碰撞能量方面，分析和比较了两种碰撞情况下被撞大客车侧面碰撞安全性。最后根据耐撞性能分析结果，提出了提高大客车整车骨架侧面耐撞性能的改进意见。 本文的研究结果对企业典型大客车侧面碰撞耐撞性能的提高有一定的参考和借鉴，对我国整个客车行业的碰撞安全性的提高和大客车侧面碰撞法规的制定也具有一定积极作用。
4.期刊论文刘百来.李祝龙.史永高.党胜玻.杜波.LIU Bai-lai.LI Zhu-long.SHI Yong-gao.DANG Sheng-bo.DU Bo
半刚性波形梁护栏受侧面碰撞的有限元仿真-西安工业大学学报2007,27(3)
护栏是重要的交通安全设施,车辆与公路护栏的侧面碰撞是一个较为复杂的事件.为了弥补实物碰撞实验周期长、研究成本高的不足,采用有限元仿真技术对此进行研究.建立了护栏受侧面碰撞的有限元模型并进行了仿真计算分析.将有限元计算所得加速度结果与相应规范中理论计算值进行比较,二者比较接近.结果表明可应用有限元法进行半刚性波形梁护栏受侧面碰撞仿真模拟,为新型护栏的研究开发缩短周期并节约成本.
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本文针对某型轿车首先基于逆向工程技术，使甩FARO坐标测量仪获取轿车车身点云数据，在cATIA软件中建立轿车CAD模型，在PAM-CRASH/SAFE软件中建立用于侧面碰撞数值模拟的有限元模型，按照ECE R95法规的有关规定对仿真过程参数进行设置与控制，完成汽车侧面碰撞仿真试验。通过对仿真试验和实车碰撞试验结果的比较分析，得出仿真试验结果与实车试验结果基本一致。证明了汽车侧面碰撞试验仿真模型的正确性。在侧面碰撞仿真模型具有较高可靠性的基础上，对整车模型进行改进，一是通过加装侧面防撞杆对侧面车门结构进行改进，并对改进前后的仿真结果进行了对比分析。二是作为探讨，开发了以模拟为基础的侧面气囊，并与原车约束系统进行了匹配，提高了原车约束系统的保护性能，同时可以为概念设计阶段的气囊丌发提供基础的设计参数。通过对比可以看出，两种方法均能有效的缓和碰撞接触时对乘员的冲击，从而增强了对乘员的保护作用，改善了汽车的侧面碰撞安全性。
6.期刊论文游国忠.陈晓东.程勇.朱西产.苏清祖.You Guozhong.Chen Xiaodong.Cheng Yong.Zhu Xichan.Su
Qingzu轿车B柱的优化及对侧面碰撞安全性的影响-汽车工程2006,28(11)
应用计算机仿真技术对国产某小型轿车的侧面碰撞吸能部件B柱进行了碰撞仿真,并对其进行了有限元结构优化计算分析与研究.由改进前后的整车侧面碰撞仿真计算结果对比表明,部件的碰撞仿真设计是确保设计车辆具有良好碰撞性能的一种重要的方法和手段,应用有限元法进行结构优化设计是一种有效的方法.
7.学位论文张海华基于非承载式车身的微型电动车研制2008
轻质的车身是车辆提高动力性能，降低油耗，节约材耗和降低成本的关键。随着不可再生能源的日益紧缺，燃料电池车等新型能源车辆获得了迅猛发展，对车身轻量化提出了更明确和迫切的要求。本文详细论述了一款基于非承载式车身的微型燃料电池电动车的研制，包括车身的总布置、镁合金车架的结构设计与优化分析、非承载骨架式车身的结构设计与优化分析、骨架式车门的设计与优化分析、整车被动安全性的仿真分析，以及车架和车身的试制。
根据造型确定的外表面形状，本课题对该车进行了车身总布置工作，包括人和座椅的布置、转向盘脚踏板布置、车身开闭件及相关附件布置、视野较核以及车身和车架连接方案及悬置结构的设计。
由于是一款全新设计的车型，本课题采用了拓扑优化方法以找到车身、车架和车门空间管架结构布置的合理方案，进而通过有限元法对结构进行了静态及模态分析，以及尺寸优化方法确定杆件截面尺寸，建立管架结构三维几何模型。本课题还对整车模型进行了包括正面碰撞仿真和侧面碰撞仿真的被动安全性分析，并针对仿真过程中出现的问题对整车模型进行了修改或者提出相关修改建议。
在试制阶段，本课题对骨架式车身结构总成的划分，零件焊接顺序的安排，胎具支架的设计等作了一些工作，为今后骨架式结构运用于汽车设计制造提供了参考。
引证文献(3条)
1.杨庆.汪方.唐昊.王秋根骨盆冲击损伤的生物力学研究进展[期刊论文]-中华创伤骨科杂志 2010(1)
2.宋敬滨.任春玲.钱国强汽车正面碰撞乘员侧约束系统优化算法[期刊论文]-机械 2008(11)
3.李发宗.李传志基于虚拟技术的汽车车身耐撞性研究[期刊论文]-机械设计与制造 2008(5)
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