汽车车身耐撞性设计参数的区间稳健性优化

乘用车前保险杠系统耐撞性分析与优化程豹;李春书;杨帅【摘要】Crashworthiness of a car front bumper system was simulated and analyzed with FEM for three conditions, i.e. pedestrian protection Flex-PLI, RCAR low-speed crash, high-speed offset crash. The results showed that the car 's front bumper system could meet the safety requirements. With the main structural parameters of front bumper system as variables for orthogonal experiment design, we used comprehensive analysis to optimize and match the structure of the front bumper system. Based onthe structure optimization, we used response surface and multi-objective genetic algorithm method to further optimize the safety performance and quality of the front bumper system with the thickness of front bumper system components as variables, its overall crashworthiness was improved.%针对行人保护柔性腿型(Flex-PLI)、RCAR低速碰撞、高速偏置碰撞3种工况,采用有限元建模方法,对某车型前保险杠系统进行耐撞性仿真分析,分析表明该车前保险杠系统不能满足碰撞安全性要求.以前保险杠系统主要结构参数为变量进行正交试验设计,利用综合分析法对前保险杠结构进行优化匹配.在结构优化的基础上,以厚度为变量利用响应面和多目标遗传算法对前保险杠系统的安全性能和质量进行了进一步优化,其整体耐撞性能得到提升.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P58-62)【关键词】前保险杠系统;ODB;RCAR;柔性腿;耐撞性【作者】程豹;李春书;杨帅【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津 300300;河北工业大学,天津 300131;河北工业大学,天津 300131;中国汽车技术研究中心,天津 300300【正文语种】中文【中图分类】U463.82随着汽车安全技术的不断发展，国内外对行人保护和低速碰撞的研究不断加强。

科技成果——轨道车辆车体结构耐撞性分析和可靠性优化关键技术成果简介该项目以轨道车辆车体结构为研究对象，通过研究列车车体模块化吸能结构的设计与能量分配、基于近似模型的车体可靠性优化设计研究、基于光纤光栅传感器技术的焊接结构疲劳损伤动态评估技术与基于多级目标代理的轻量化方法的结合，开展了以轨道车辆车体静强度、刚度、模态以及疲劳等性能为约束的车体被动安全及轻量化设计与优化评估系统。

相关方法及技术应用于主机厂的车辆端部能量设计及动态安全监测评估中，其中包括了高速列车、不锈钢地铁、铝合金地铁、特种车、市域动车组。

优化参数显著改善了列车在碰撞过程中的动态响应指标及轻量化设计问题。

本项目的研究成果用于改善列车的被动安全设计，在整车碰撞仿真中，列车能量耗散有序稳定，耐撞性指标显著改善，增加国内列车在国际市场上的竞争力，为相关企业带来2.228亿元的经济效益。

项目获授权国家发明专利1项，软件著作权9项，发表论文56篇。

技术特点（1）进行轨道车辆车体结构精细化有限元建模技术研究。

（2）考虑车体被动安全，以轨道车辆车体静强度、刚度及模态等性能为约束，进行疲劳可靠性分析及预测。

（3）针对随机因素波动易造成车辆结构失效的问题，以车体轻量化为目标，进行车辆结构的6σ疲劳可靠性优化设计研究。

（4）考虑刚度、强度、焊缝疲劳、屈曲、模态等情况，研究轨道车辆车体结构可靠性优化设计和高效求解算法。

（5）研究轨道车辆车体模块化吸能结构的优化设计与能量分配。

（6）基于光纤光栅传感器技术的车体焊接结构疲劳损伤动态安全监测技术研究（7）基于多平台、多学科约束的轨道车辆车体轻量化稳健可靠性设计。

（8）建立车体被动安全及轻量化设计与优化评估系统。

应用领域轨道车辆：城轨、地铁、高铁等。

市场前景该研究提出的可靠性优化设计、车辆车体结构疲劳寿命预测方法、列车能量稳健优化设计及多平台多约束下的结构优化设计方面取得的研究成果用于车体结构前期研发，显著降低了车辆研发时间成本，设计制造成本，而且车辆相关指标得到客户的认可，产品附加值提升，进而提升了产品利润，保守估算单辆地铁车利润提升为5-15万元，机车单台利润提升10-20万元左右。

汽车碰撞安全性能分析与优化设计研究近年来，随着汽车行业的发展，车辆的碰撞安全性能成为人们关注的焦点之一。

在汽车设计过程中，汽车碰撞安全性能的分析与优化设计是至关重要的一环。

本文将通过对汽车碰撞安全性能进行深入分析，探讨如何优化设计，以提高汽车的碰撞安全性能。

首先，要了解汽车碰撞安全性能的分析与评估方法。

常用的汽车碰撞安全性能评估手段包括正面碰撞、侧面碰撞和翻滚测试等。

这些测试方法可以模拟真实道路交通事故场景，通过测量车辆在不同碰撞情况下的变形程度、动能吸收能力、乘员保护等指标，评估车辆的碰撞安全性能。

其次，要分析汽车碰撞安全性能的影响因素。

汽车碰撞安全性能受到多个因素的影响，包括车身结构、材料选择、安全气囊、安全带等。

车身结构是影响碰撞安全性能的重要因素之一，合理的车身结构能够分散碰撞力，减少乘员受伤风险。

材料的选择也是关键，高强度材料可以提高车身的抗变形能力，从而保护乘员的生命安全。

安全气囊和安全带作为主动安全装置，可以有效减少乘员在碰撞过程中的伤害。

接着，要研究汽车碰撞安全性能的优化设计方法。

在汽车设计中，可以采用多种优化方法来提高碰撞安全性能。

一种常见的方法是优化车身结构，通过增加加固件、改变车身形状等方式来提高车身的刚性和吸能能力。

此外，对于车身材料的选择也是关键。

选择高强度且具有良好变形能力的材料可以在碰撞过程中减少车身的塌陷和变形，从而减轻乘员的受伤风险。

此外，安全气囊和安全带的设计也需要注重优化，提高其触发速度和减震效果，确保乘员在碰撞过程中得到充分的保护。

最后，要加强碰撞安全性能的标准与规范。

为了提高汽车的碰撞安全性能，需要制定适当的标准与规范，对汽车的碰撞安全性能进行要求和监管。

各国汽车安全标准和评估方法各有不同，但目标都是为了保护乘员的生命安全。

加强碰撞安全性能的标准与规范，有助于推动汽车制造商提高汽车的碰撞安全性能，为消费者提供更加安全的交通工具。

综上所述，汽车碰撞安全性能的分析与优化设计是汽车行业中至关重要的环节。

基于抗撞击能力的汽车车身设计优化汽车是现代社会中不可或缺的交通工具之一。

随着经济的发展和科技不断进步，汽车的安全性、舒适性、环保性和能源效率等方面得到了不断提高。

其中，汽车的外观设计是消费者选择购买汽车的重要因素之一，而汽车车身的抗撞击能力也是汽车设计中必须考虑的重要因素之一。

一、汽车车身的抗撞击能力汽车车身的抗撞击能力是指在发生碰撞时，保护驾驶员和乘客生命安全的能力。

在汽车设计中，要达到良好的抗撞击能力，需要考虑的因素有多种。

首先是车身的材质，不同材料的抗撞击能力不同，如钢材的抗撞击能力比铝材和塑料材料强。

其次是车身结构的设计，优化车身结构能够提高车身的刚度和强度，从而增强车身的抗撞击能力。

另外，还要考虑车身构造的可变形性和吸能性能，通过优化车身的变形结构和吸能元件的设计，使车身在发生碰撞时能够吸收能量并减缓碰撞的冲击力，从而保护驾驶员和乘客的生命安全。

二、汽车车身的设计优化针对汽车车身的抗撞击能力，可以通过设计优化来提高汽车的抗撞击能力。

具体方法如下：1. 材料优化。

选择优质的钢材或高分子材料，可以保证车身的刚度和强度，从而提高车身的抗撞击能力。

2. 结构优化。

车身结构的设计最好采用整体式的设计，将车身各部分紧密结合起来，增强车身的整体刚性。

此外，还应该设置防腐层和喷塑层，防止车身受到外界腐蚀和磨损。

3. 可变形性优化。

车身在受到冲击后，需要通过可变形来吸收碰撞的能量。

设计师可以通过对车身变形结构的设计，在碰撞时使车身某些部位产生可控的变形，从而达到最优的吸能效果。

4. 吸能结构的优化。

在车身设计中，还应该设置吸能结构，吸能结构需要布置在车身前、后、左、右四个方向。

吸能结构的设计应该考虑材料、结构和长度等因素，以确保在碰撞时能够有效地吸收冲击能量。

三、汽车抗撞击能力的测试汽车在设计与制造完成后，需要进行抗撞击能力的测试，以确保汽车的安全性能符合各项标准。

目前，世界上比较通用的汽车抗撞击测试标准主要有三种，分别是欧洲ECE标准、美国NHTSA标准和日本JARI标准。

汽车碰撞安全性能分析与优化设计随着汽车行业的快速发展，汽车碰撞安全性能成为了一个越来越重要的议题。

在本文中，我们将对汽车碰撞安全性能进行详细分析，并提出一些优化设计的建议。

1. 碰撞安全性能的重要性汽车碰撞是道路上常见的事故，对车辆及乘客的安全造成了严重威胁。

因此，汽车碰撞安全性能的提升至关重要。

一个安全的汽车设计应该能够最大限度地吸收撞击力量，保护车内乘客的生命安全。

2. 碰撞测试和评价体系为了评估汽车的碰撞安全性能，目前已经建立了一套完善的碰撞测试和评价体系。

其中，常用的测试方法包括正面碰撞、侧面碰撞和侧翻碰撞等。

同时，根据欧洲新车评价计划（Euro NCAP）和美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的标准，车辆的碰撞安全性能会被评分，供消费者参考和选择。

3. 汽车碰撞安全性能的分析汽车碰撞安全性能的分析需要考虑多个方面的因素。

首先是车辆的结构设计，包括车身刚性和能量吸收结构的设计。

其次是安全气囊的设计和部署位置，以及安全带的使用。

另外，刹车系统和悬挂系统的性能也会影响整车在碰撞中的表现。

4. 汽车碰撞安全性能的优化设计为了提高汽车的碰撞安全性能，可以从以下几个方面进行优化设计。

首先，加强车辆的结构设计，采用高强度材料，提高车身刚性，并合理布置能量吸收结构。

其次，优化安全气囊系统，增加侧面气囊和膝部气囊等被动安全系统，提供更全面的保护。

此外，改进刹车系统和悬挂系统，提高制动性能和稳定性，减少碰撞的发生。

5. 先进技术在碰撞安全性能中的应用随着科技的发展，越来越多的先进技术被应用于汽车碰撞安全性能的改进。

例如，预碰撞系统能够在碰撞前预测并采取相应措施，以减少事故发生的可能性。

自动紧急制动系统可以在紧急情况下自动启动制动，减少事故发生时的碰撞力量。

6. 汽车碰撞安全性能的未来发展未来，汽车碰撞安全性能仍将是车辆设计中的关键问题。

随着自动驾驶技术的发展，汽车碰撞的模式和需求也将发生变化。

因此，快速适应和采纳新技术将是汽车制造商不断提升碰撞安全性能的必要手段。

车身稳定性控制算法研究与优化近年来，随着汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的性能和安全性的需求也越来越高。

而车身稳定性则是衡量一辆汽车安全性的重要指标。

为了提高汽车的安全性，车身稳定性控制算法的研究与优化越发重要。

一、车身稳定性控制算法概述车身稳定性控制算法是指一种通过调节汽车悬挂系统和刹车系统等控制系统，使汽车在高速行驶或特殊道路条件下保持稳定的控制算法。

其基本原理为根据车辆轨迹和姿态信息，利用传感器获取该车辆行驶状态，之后针对当前状态进行控制算法，以使高速行驶中的车辆保持平衡稳定的状态。

控制算法包括多个部分，如ESP、TCS、EBD等。

二、常用的车身稳定性控制算法1.ESP：ESP，Electronic Stability Program的缩写，中文意为电子稳定系统，是一种适用于任何路面和车速的车辆稳定控制系统。

ESP通过改变车辆制动力，提高悬挂系统的承重能力，稳定制动等手段，对车辆状态进行控制，确保汽车不失稳滑行，提高行车安全性。

2.TCS：TCS，Traction Control System的缩写，中文意为牵引力控制系统，是一种通过调整车辆轮胎的牵引力，识别车辆开始打滑的状态，及时采取控制措施实现高速行驶的汽车稳定的控制算法。

3.EBD：EBD，Electronic Brake force Distribution的缩写，中文意为电子制动力分配系统，是一种对汽车制动力量进行控制，实现汽车制动过程平稳稳定的控制算法。

EBD系统通过感应车辆内侧各轮的转速和工作压力，自动调控车辆的制动力分布，使得车辆刹车时前后轮转速和滑移率保持一致，实现汽车制动过程平稳、稳定的控制。

三、车身稳定性控制算法优化车身稳定性控制算法的优化主要指的是对车辆制动控制、动力传递、悬挂系统、过弯等方面进行精细化调节和优化，以达到更高的行驶稳定性和安全性。

1.提高车辆制动控制：制动管路、制动液、制动电机、刹车片等都对车辆的制动控制有着至关重要的影响。

汽车碰撞安全性能研究及车辆设计优化随着汽车产业的不断发展，人们对汽车碰撞安全性能的要求也越来越高。

为了保护乘客在发生交通事故时的生命安全和减少财产损失，汽车制造商不断进行碰撞安全性能研究并对车辆设计进行优化。

本文将讨论汽车碰撞安全性能的研究成果以及车辆设计的改进方式。

首先，让我们了解汽车碰撞安全性能的研究重点。

在过去几十年里，碰撞安全性能的研究集中在以下几个方面：车辆结构的强度、气囊系统、安全座椅和安全带等。

车辆的结构强度是保护乘客的第一道防线。

通过采用高强度材料、变形区域设计以及碰撞能量吸收装置等措施，车辆在碰撞时能够充分吸收并分散碰撞能量，减少乘客的伤害风险。

而气囊系统也是汽车碰撞安全性能研究的重要部分。

气囊系统的主要目标是在碰撞发生时迅速充气，为乘客提供额外的保护。

研究人员通过改进气囊设计和使用更先进的传感器技术，使气囊能够在乘客与车辆结构之间形成一个缓冲区，大大降低碰撞时头部和胸部的伤害风险。

同时，安全座椅和安全带的设计也起着至关重要的作用。

安全座椅能够在碰撞发生时保持乘客的姿势稳定，减少颈部和脊椎的损伤。

而安全带则能够将乘客牢固地固定在座椅上，防止碰撞时的身体剧烈晃动，从而减少内部伤害的风险。

除了对碰撞安全性能进行研究外，汽车制造商还不断通过优化车辆设计来提高碰撞安全性能。

首先，他们采用先进的计算机仿真技术来预测汽车在不同碰撞情况下的性能。

这些仿真模型能够模拟出不同碰撞角度和速度下的碰撞过程，并通过数据分析来指导车辆设计方向。

通过模拟测试，制造商能够更好地了解车辆结构的强度分布、变形情况以及脆弱部位，从而针对性地改进设计。

其次，轻量化设计也是优化车辆碰撞安全性能的一种方式。

通过采用更轻但同样强度的材料，汽车制造商可以减少车辆的整体重量，提高燃油经济性能，并且减少碰撞时的碰撞能量。

此外，轻量化设计还可以改善车辆的操控性能和减少制动距离，增强整体驾驶体验。

最后，改良和完善安全辅助系统也是车辆设计优化的重要方面。

车身结构耐撞性能优化设计李佳洁哈飞汽车制造有限公司[摘要］　本文主要针对在我国全面实行汽车整车正面碰撞标准之后，结合某微型车整车碰撞试验模拟分析及耐撞性能优化改进设计实例，对强制性标准中车身结构的被动安全对策加以深入探讨、总结。

针对实车碰撞结果存在的问题，将理论分析、计算机模拟计算的方法相结合进行设计优化，并利用等数值分析手段对微车车架及前部结构进行了结构优化改进设计，碰撞结果表明系统的改进可使汽车的被动安全性得到显著提高。

关键词：正面碰撞车身安全结构被动安全１　概述　汽车被动安全性能已是当今世界汽车技术发展的主流方向之一。

汽车的被动安全性更是汽车产品竞争力的重要标志，也成为新车设计所应考虑的主要因素。

汽车被动安全性设计是一个非常复杂的系统工程，其根本任务是通过合理设计控制汽车碰撞中结构部件的变形、受力和相互作用，使造成的成员伤害降到最低限度。

汽车的被动安全性设计实际上就是寻找为保证碰撞安全所愿付出的代价与可能造成乘员伤害的一种平衡。

现今的车身结构应具有良好的耐撞性，高强度化特性。

在汽车碰撞中，车身是吸收能量的主体，车身的安全设计水平，主体上决定了车辆的被动安全性能。

通过某些国产车型耐撞性改进成功设计实例，探索出汽车被动安全设计和改进的规律，积累汽车耐撞性改进和优化设计经验可以大幅度的降低研发成本，减少盲目探索。

２　碰撞法规与车身的碰撞特性　国际上具有代表性的汽车碰撞安全法规及技术法规共有三大体系，即美国联邦机动车安全法规（FMV SS）、欧洲汽车法规（ECE）、日本保安基准（TRIAS）。

在国际大背景下，我国积极参与国际汽车技术法规制定和协调工作，并参考欧洲技术法规制定了我国的汽车强制性正碰标准体系（CMVDR294），侧碰标准的实施也将是必然趋势。

汽车是一个具有复杂结构的高速运动物体，其碰撞形式归纳起来可大致分为三种形式：正面碰撞、侧面碰撞和后面碰撞，另外还有车碰行人与翻车等。

根据资料（如图1）可知，汽车发生正面碰撞（包括斜碰）的概率在40%左右。

现代汽车车身设计与碰撞性能分析优化随着现代工业的发展，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。

在日益激烈的市场竞争中，汽车的外观设计和碰撞性能成为消费者选择车辆的重要因素之一。

本文将探讨现代汽车车身设计的重要性，并分析如何优化碰撞性能。

现代汽车的车身设计是吸引消费者的重要因素之一。

优秀的车身设计能够凸显汽车品牌的独特性，吸引消费者的眼球，提高销售量。

车身设计需要符合现代审美观念，融入时尚的元素，并与整车外部结构相匹配。

例如，流线型的车身设计能够减少空气阻力，提高汽车的运行效率，降低油耗。

此外，现代汽车车身的设计还需要考虑到车内空间的合理利用和乘坐舒适性的提升。

消费者希望汽车能够提供良好的驾驶体验和乘坐感受，因此车身设计需要注重人机工程学的理念，优化座椅的舒适度、仪表盘的易读性等，以提高驾驶者和乘坐者的满意度。

然而，除了外观设计外，消费者对汽车的碰撞性能也非常关注。

碰撞事故是交通运输中的常见事故，对车辆的碰撞性能要求越来越高。

优秀的碰撞性能能够保护驾驶者和乘坐者的生命安全，减少事故造成的伤害。

为了实现碰撞性能的优化，现代汽车采用了多种技术手段。

首先，现代汽车使用了高强度钢材来构建车身骨架，以提供更好的保护性能。

高强度钢材比普通钢材更耐撞性，能够吸收和分散碰撞力量，减少车辆变形程度，最大程度上保护驾驶者和乘坐者的安全。

另外，汽车的车身设计还需要考虑到各种碰撞情况，例如正面碰撞、侧面碰撞和后面碰撞等。

通过合理的车身结构设计和安全气囊系统的应用，能够减少事故对驾驶者和乘坐者的伤害。

其次，现代汽车利用仿真技术对车身碰撞性能进行分析和优化。

通过计算机辅助工程软件，可以模拟不同碰撞情况下的车辆变形情况，预测事故后驾驶者和乘坐者的受伤程度，为汽车设计师提供参考和改进建议。

通过改变车身的结构和材料，优化碰撞性能，汽车制造商能够提高车辆的安全性能。

此外，现代汽车还采用了先进的主动安全系统，如碰撞预警系统、自动制动系统等。