吸能结构

摘要： 为了研究不同性能方锥式吸能结构对单节列车碰撞力学行为的影响,提出快速变换吸能结构性能的参数化方法,通过改变吸能结构力-位移曲线,研究吸能结构初始峰值力、平台力和平台力斜率变化对列车碰撞力学行为的影响规律,最后通过响应面法建立了吸能结构与单节列车的碰撞力学行为关联模型。研究结果表明:随着吸能结构峰值力和平台力增加,车体碰撞吸能量和车体碰撞纵向合力增大,车体质心纵向、垂向位移和转向架轮对中心B1和B2抬升量逐渐减小,质心横向位移和转向架轮对中心B2~B8抬升量基本不变;随着吸能结构平台力斜率增加,车体碰撞吸能量和纵向碰撞合力增大,车体质心纵向位移和垂向位移减小,质心横向位移和转向架轮对中心B1~B8抬升量基本不变;关联模型在一定程度上可以指导吸能结构的设计和预测列车变形姿态。

摘要： 考虑碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymers,CFRP)层内和层间力学性能特点,建立CFRP圆管轴向压溃有限元模型,并与实验测试的载荷-位移曲线和失效模式对比,验证建模方法的可靠性。在此基础上,考虑机车车辆薄壁吸能装置结构特点,研究内翻触发、外翻触发、嵌入式内翻触发和嵌入式外翻触发机制对CFRP圆管轴向压溃行为的影响。研究结果表明:相比倒角触发机制,在内翻和外翻触发机制作用下,管壁材料破坏不充分导致CFRP圆管能量吸收分别下降36.5%和43.4%。嵌入式触发机制可有效提高材料利用率,内腔尺寸参数L与CFRP圆管失效模式和能量吸收性能密切相关。L由8 mm增大为16 mm,圆管压溃变形过程得到改善,结构能量吸收先上升后下降。在嵌入式内翻机制作用下,L=12 mm时CFRP圆管能量吸收效果最好,相比倒角触发机制,能量吸收提升63.1%。管壁材料向内变形可进一步提高材料利用率。

摘要： 从中国高速列车被动安全技术发展的切实需求与主要进程入手,重点阐述中国高速列车被动安全技术及工程化的总体思路,阐述列车碰撞响应、结构设计、装置研发、高效仿真优化、系统试验验证的具体过程,归纳列车耐撞设计所突破的能量管理、材料动态模拟、高效吸能方法、纠偏/防偏复合吸能导向、刚度匹配与力级分区、大系统集成、列车级评估等技术要点,建立高速列车碰撞性能仿真与试验的综合评估体系。从车体材料—专用吸能部件—车端大部件—车辆—列车全链条维度,展示高速列车耐撞性技术的工程化路径。最后,面向更高安全碰撞速度、更多样化材料结构、更广域运用条件、更完善评估体系与标准等,展望中国高速列车被动安全技术的发展方向。

摘要： 针对锥形吸能盒结构建立有限元模型并对其轴向压溃过程进行有限元模拟。通过比较四种不同截面锥形薄壁管在轴向冲击下的总吸能与平均压跨载荷、最大压垮载荷、比吸能、载荷效率,评价不同截面的吸能效果。结果表明,锥形管在轴向载荷作用下,其变形模式更为稳定。随着截面棱边数量的增加,锥形管的初始峰值载荷、平均压跨载荷和比吸能都不断增加,其中圆形截面最为均衡。

摘要： 为探究夹芯结构在水下舷侧防雷舱中应用的可行性,比较了不同结构形式防雷舱的变形吸能特性。设计了4种不同吸能结构形式的防雷舱,并分别开展了300 g TNT水下接触爆炸毁伤试验。通过对比分析防雷舱内部舱壁板的变形破坏情况发现:以液舱内壁柔性大变形进行吸能的结构形式,边界必须有强支撑结构,支撑不足时难以发挥薄膜拉伸吸能效果;利用液舱内壁-弧形板-吸能舱内壁整体变形吸能的吸能舱夹芯结构形式,弧形板在为液舱内壁提供有力支撑的同时还可随液舱内壁共同变形吸能,有效提高防雷舱的防护能力;进一步在弧形板间添加泡沫铝,未能取得更好的防护效果;弧形板前移至液舱的夹芯结构形式,弧形板的设置导致水中能量未能充分耗散至整个液舱,能量的汇聚致使内部舱室产生了更严重的破坏。

摘要： 针对民航规章中规定的头部损伤HIC计算原理公式,基于HIC试验结果,通过对HIC影响参数的统计分析和推导,提出了HIC计算原理公式的两种简化形式,并给出了简化公式相对应的HIC安全包线,为HIC试验中靠背及其它结构中吸能装置的设计提供理论参考。

摘要： 针对差厚变截面吸能盒结构建立有限元模型并对其轴向压溃过程进行有限元模拟,且结合实验对比分析差厚板与等厚板及不同截面形状、不同直径吸能盒在轴向压溃下的吸能特性。根据差厚薄壁管与锥形薄壁管结构提出差厚变截面锥形管结构及其平均压垮载荷预测模型。结果表明,差厚变截面管的吸能特性优于等厚管;随着截面棱边数量的增加,差厚变截面管的初始峰值载荷、平均压跨载荷和比吸能都不断增加;差厚变截面吸能盒能够显著降低初始峰值载荷,吸能效果更显著、变形更稳定,更适合用于缓冲吸能结构。

摘要： 提出一个基于模糊C均值的吸能结构设计方法,并将其应用于车辆结构的耐撞性设计中.研究复杂的几何结构,以满足能量吸收设计的要求,减少设计变量,并采用一定方式对这些变量之间的隐式相互关系进行挖掘.在这种方法中,结构表面由控制点描述,形式为非均匀有理基样条.利用模糊C均值技术对大型控制点数据进行压缩,利用一组线性不相关的正交基和相应的模糊点得分来表示高维数据,从而实现对高维数据的压缩.通过改变聚类中心得分的值,可以修改零件的几何形状.通过此过程,无需直接处理大量的几何控制点,只需调整少量聚类中心得分的值即可进行设计,大大降低了计算成本.结果 表明,模糊C均值方法可以有效地设计具有不规则形状的复杂结构,克服了传统设计方法处理高维设计变量和大设计数据集的局限性.

摘要： 利用有限元分析软件进行轨道车辆吸能结构碰撞仿真是研究其耐撞性的重要方法.针对有限元软件碰撞仿真方法中存在碰撞过程可视化有限,交互性弱和体验感差等诸多缺点,提出一种轨道车辆吸能结构碰撞变形沉浸式虚拟仿真方法,实现碰撞变形过程实时交互分析的高沉浸感虚拟仿真碰撞实验.将虚拟现实技术与有限元软件碰撞仿真方法相结合,通过简化处理吸能结构动态几何模型和含有时间步的吸能结构碰撞物理模型,建立仿真软件与沉浸式虚拟环境引擎之间的数据接口,实现对吸能结构碰撞有限元分析结果快速可视化处理.在此基础上,利用HTC Vive搭建高真实感实车碰撞虚拟仿真实验场景,实现轨道车辆吸能结构的交互仿真分析和高沉浸感的碰撞物理属性可视化.最后对新型蜂窝吸能结构在沉浸式虚拟仿真环境下进行碰撞变形仿真实验,验证了本文方法的可行性及有效性.

摘要： 为满足城轨列车碰撞被动安全防护,本文设计了一种复合式蜂窝填充吸能结构,将锥形外管中引入隔板和蜂窝。建立了其有限元模型,并利用实验数据验证了模型的有效性。为了进一步提升该结构的耐撞性能,即最大比吸能(SEA)和最小初始峰值力(IPCF),采用基于径向基函数的代理模型结合MOGA多目标遗传优化算法进行耐撞性优化。采用最小距离法选择帕累托前沿中的理想点。结果表明,优化后比吸能提升了9.8%,峰值力下降了16.8%。

摘要： 本文阐述了一种轻型吸能结构的概念性设计和分析，设计出的吸能结构能够满足欧洲碰撞标准规定的在平交路口车辆与大型可变形障碍物碰撞性能要求。采用铝蜂窝结构，经过体积优化后的吸能结构能够实现在现有司机室轮廓下安装。能够获得碰撞平台力1400kN和大于700kJ的能量吸收水平。通过准静态试验和静态有限元分析能够很好掌握它的碰撞力曲线。最终设计结构在仿真分析中可以明确得到碰撞力曲线并且通过结构优化可使碰撞力能够传递到司机室主要承载结构。选用不同密度铝蜂窝进行动态仿真分析，得出对应的力－位移曲线，依据力－位移曲线确定最优的铝蜂窝密度，应用最优密度的铝蜂窝设计出一个满足碰撞吸能要求的吸能结构。经过了上述设计分析，可实现在现有吸能结构的基础上减重65%。

摘要： 为了增加汽车中吸能结构构件碰撞时吸收的能量,同时又不增大碰撞时的碰撞峰值力,本文在分级吸能设计思想的基础上,提出了一种新型吸能结构.采用LS-DYNA对新型吸能结构的轴向压缩进行了数值模拟,并与普通吸能结构进行对比分析.结果表明:在初始碰撞峰值力相近的情况下,新型吸能结构的比吸能明显大于普通吸能结构.最后,以新型吸能结构的比吸能及初始碰撞峰值力为优化目标函数,采用响应面法得到优化目标函数与结构参数之间的函数关系,同时采用权重法得到多目标优化下结构参数的最优解.

摘要： 行人保护要求在发生人-车相撞时,车辆前端结构能够吸收尽量多的能量,而保险杠横梁和蒙皮之间可变形空间大小受到车辆造型的限制,这就要求在进行车辆设计时,选用吸能效率高的吸能结构。本文分别对泡沫吸能结构、蜂窝铝“三明治”吸能结构和薄壁钢梁吸能结构进行了分析,并依据结构轻量化、碰撞能量吸收量、吸能效率、侵入位移等评价参数对以上吸能结构进行了比较,为行人保护车辆前端设计提供了参考。

摘要： 本文提出了列车自主"变形"安全保护技术新理念,旨在将主动安全技术与被动安全技术有效结合起来,突破列车传统技术的局限,开发列车安全保护新技术.在轨道车辆吸能结构的纵向尺寸方面,提出了列车自主"变形"吸能技术,阐述了自主"变形"吸能技术工作原理,设计了列车自主"变形"专有吸能结构和承载底架吸能结构.在轨道车辆脱轨/倾覆行为约束方面,提出了列车自主"变形"脱轨/倾覆行为约束技术,讨论了自主"变形"脱轨/倾覆行为约束技术工作原理,并设计了自主变形脱轨/倾覆行为约束装置.

摘要： 对于商用车整车正面碰撞安全性,国标主要考察两个部分:整车结构耐撞性与对应乘员保护,分别影响车身结构设计与约束系统开发,两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求.本文建立了汽车正面碰撞有限元模型,并对其进行验证.在建立的模型基础上,使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析,综合评价了整车碰撞性能.针对正碰过程中出现的整车加速度偏高问题,选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象,进行了相应的结构改进.结果表明:改进后的结构在保证驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线,为后期约束系统的开发奠定了良好基础.

摘要： 对于商用车整车正面碰撞安全性,国标主要考察两个部分:整车结构耐撞性与对应乘员保护,分别影响车身结构设计与约束系统开发,两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求.本文建立了汽车正面碰撞有限元模型,并对其进行验证.在建立的模型的基础上,使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析,综合评价了整车碰撞性能.针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题,选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象,进行了相应的结构改进.结果表明:改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线,为后期约束系统的开发奠定了良好基础.

摘要： 综合评述和介绍了现代桥梁防撞设施的研究和应用情况,包括各种防撞设施的分类和评价,运用非线性有限元基本理论,采用国际上广泛使用的大型结构分析软件MIDAS,建立了船舶和桥墩防护装置的三维有限元计算模型.分析了防护装置碰撞特点、得出了碰撞力曲线的非线性特点,船体和防撞装置外板是主要的吸能结构等结论,为未来桥梁防撞设施的设置提供了依据.

摘要： 本文主要就微型轿车被动安全防护的结构优化设计进行了详细论述，此结构的主要目的是提高微型轿车的安全性，优化微型轿车的碰撞防护性能。该项结构优化的主要特征是在前防撞加强梁后集成了碰撞吸能结构，并使用CAE方法对该集成结构进行分析，然后对分析的结果进行进一步的优化。

摘要： 为了研究客车对前排乘员安全的影响，建立了半承载式中巴客车的有限元模型，采用LS-DYNA软件对客车开展正面碰撞仿真分析，从乘客门变形量、驾驶员侧窗变形量及驾驶区域地板骨架变形量对客车驾驶室正面碰撞的耐撞性和完整性进行了研究。结果表明，驾驶室变形较大、完整性较差，需对客车前部吸能结构进行优化方能更好的保护驾乘人员安全。

摘要： 随着列车高速和重载的发展,对列车被动安全性的研究日益重要.本文以CRH3 动车组为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH和多学科协同优化软件iSIGHT进行碰撞数值模拟分析和吸能结构优化，得到CRH3 动车组在大变形碰撞时的变形模式及各碰撞参数,并对动车组的吸能结构进行评估及最优设计,实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计,为吸能部件的再生产和研发提供必要的理论依据.

摘要： 薄壁多胞填充吸能结构及吸能结构平均压缩力计算方法，本发明涉及一种吸能结构，本发明为解决现有技术吸能器吸能量较小，初始峰值力大，侧向承载较弱的问题，它包括上盖板、下盖板、带有梯度的厚度管体、多个蜂窝块和多个泡沫填充体，带有梯度的厚度管体内安装有隔断板，带有梯度的厚度管体通过隔断板将带有梯度的厚度管体分隔成多个空间，多个蜂窝块安装在带有梯度的厚度管体一部分空间内，多个泡沫填充体安装在梯度的厚度管体另一部分空间内，上盖板安装在带有梯度的厚度管体的一端上，下盖板安装在梯度的厚度管体的另一端上。

摘要： 本发明公开了一种仿生层级胞元结构，仿生层级胞元结构由八个正四面体拼接成星四面体结构，正四面体为六条棱构成的中空结构，正四面体的六条棱由若干不同完整度的IWP型三周期极小曲面薄片结构拼接而成。本发明还公开了一种多孔结构芯体，包括如上所述的仿生层级胞元结构，仿生层级胞元结构沿X、Y、Z方向多次镜像得到多孔结构芯体，多个仿生层级胞元结构的外表面形成连续曲面。本发明还公开了一种三明治吸能结构，包括第一夹层、第二夹层和如上所述的多孔结构芯体，多孔结构芯体设于第一夹层和第二夹层之间。本发明还公开了一种填充管吸能结构，包括外管壁以及如上所述的多孔结构芯体。本发明具有结构简单、抗冲击强度高、吸能效果好等优点。

摘要： 本发明提供了一种手性结构、缓冲吸能结构、防撞吸能结构和汽车防撞梁。所述手性结构包括：三个手性单元，所述手性单元包括节圆和八个韧带，所述节圆包括均匀间隔布置的四个象限点，每两个韧带界定出一韧带组，韧带组中的两个韧带的第一端相交界定出一相交点，第二端相间隔开并与该节圆相切连接，其中，节圆的圆心、相交点和节圆的其中一个象限点共线，相邻两个韧带组的韧带的第二端相交，其中，三个手性单元的节圆的圆心重合并两两垂直相交连接在所述象限点和相交点上。应用本技术方案可实现具有高抗压强度和良好的吸能效果，有利于提高缓冲作用的手性结构、缓冲吸能结构、防撞吸能结构和汽车防撞梁。

摘要： 本发明公开了一种汽车座椅前碰吸能结构，包含靠背侧板和调角器，其还包括一前碰吸能机构，该前碰吸能机构在汽车发生前碰时能够相对运动的两端分别固定在靠背侧板和调角器上；在所述调角器正常工作时，所述前碰吸能机构整个跟随靠背侧板和调角器运动，在汽车发生前碰时，外力驱动靠背位移，调角器位置不变，所述前碰吸能机构与靠背侧板固定连接的一端相对所述前碰吸能机构与调角器固定连接的一端进行扭转而吸能。本发明通过在靠背侧板和调角器之间设置包含齿圈、行星齿轮和吸能扭转杆的吸能结构，在汽车发生前碰时，吸收因碰撞产生的破坏性能量，减少能量二次传递到人体的目的。

摘要： 薄壁多胞填充吸能结构及吸能结构平均压缩力计算方法，本发明涉及一种吸能结构，本发明为解决现有技术吸能器吸能量较小，初始峰值力大，侧向承载较弱的问题，它包括上盖板、下盖板、带有梯度的厚度管体、多个蜂窝块和多个泡沫填充体，带有梯度的厚度管体内安装有隔断板，带有梯度的厚度管体通过隔断板将带有梯度的厚度管体分隔成多个空间，多个蜂窝块安装在带有梯度的厚度管体一部分空间内，多个泡沫填充体安装在梯度的厚度管体另一部分空间内，上盖板安装在带有梯度的厚度管体的一端上，下盖板安装在梯度的厚度管体的另一端上。

摘要： 本发明提供了一种吸能结构、使用该吸能结构的车架及车辆，吸能结构包括本体，所述吸能结构还包括高出本体的、用于承受高于地板碰撞的高位迎撞结构。该吸能结构安装在车架前部，吸能结构的高位迎撞结构高于车架前部，即高于车辆驾驶区地板，当碰撞发生的高度高于驾驶区地板时，撞击会冲击到吸能结构的高位迎撞结构，高位迎撞结构将碰撞载荷传递到吸能结构的本体，引发吸能结构本体变形吸收碰撞能量，有效减轻了车辆前部所受到的冲击。同时，碰撞载荷沿吸能结构向后传递到车架上，能够大大减轻车架上方车身受到的冲击，避免车身发生严重的变形，保障了驾驶区人员安全。本发明还提供一种使用该结构的车架及车辆。

摘要： 本公开涉及负泊松比结构技术领域，尤其是涉及一种单胞吸能结构、多胞吸能体及多胞吸能体设计方法，应用于机器人的机械手，以及汽车减震等其它不同领域，对单胞吸能结构进行优化设计，通过将多个呈多边形的单体模块活动连接，并形成至少一个多边形空腔，这样以提高变形单元中的径向空间间隙，从而在第一平面和第二平面内的收缩或膨胀量变大，由于增大了径向空间间隙，因此有利于简化倾斜支撑单元，减少干涉，另外，第一层变形单元中的单体模块的旋转方向与第二层变形单元中的单体模块的旋转方向相反，利于单胞吸能结构的快速收缩或膨胀，从而在第一方向受载时，可以提高变形量，既而提高吸能效果。

摘要： 本实用新型提供了一种手性结构、缓冲吸能结构、防撞吸能结构和汽车防撞梁。所述手性结构包括：三个手性单元，所述手性单元包括节圆和八个韧带，所述节圆包括均匀间隔布置的四个象限点，每两个韧带界定出一韧带组，韧带组中的两个韧带的第一端相交界定出一相交点，第二端相间隔开并与该节圆相切连接，其中，节圆的圆心、相交点和节圆的其中一个象限点共线，相邻两个韧带组的韧带的第二端相交，其中，三个手性单元的节圆的圆心重合并两两垂直相交连接在所述象限点和相交点上。应用本技术方案可实现具有高抗压强度和良好的吸能效果，有利于提高缓冲作用的手性结构、缓冲吸能结构、防撞吸能结构和汽车防撞梁。

摘要： 本实用新型提供了一种吸能结构、使用该吸能结构的车架及车辆，吸能结构包括本体，所述吸能结构还包括高出本体的、用于承受高于地板碰撞的高位迎撞结构。该吸能结构安装在车架前部，吸能结构的高位迎撞结构高于车架前部，即高于车辆驾驶区地板，当碰撞发生的高度高于驾驶区地板时，撞击会冲击到吸能结构的高位迎撞结构，高位迎撞结构将碰撞载荷传递到吸能结构的本体，引发吸能结构本体变形吸收碰撞能量，有效减轻了车辆前部所受到的冲击。同时，碰撞载荷沿吸能结构向后传递到车架上，能够大大减轻车架上方车身受到的冲击，避免车身发生严重的变形，保障了驾驶区人员安全。本实用新型还提供一种使用该结构的车架及车辆。

摘要： 本实用新型旨在解决现有的汽车前保险杠吸能结构吸能能力低，对被撞击的人或物保护效果差的问题，提供一种吸能块及具有该吸能块的前保险杠吸能结构，包括吸能块本体，吸能块本体为U字形横截面的长条结构，吸能块本体的两个侧壁均为薄壁结构的吸能压溃板，吸能块本体具有凸台，吸能压溃板上设有连接折边；吸能压溃板具有若干处折弯，折弯的弯折线沿着吸能块本体的长度方向；还提供一种前保险杠吸能结构，包括前述的吸能块、前保险杠、前横梁，吸能块通过其上的卡扣卡接在前保险杠上，前横梁上设有与凸台相配合的凹槽，凹槽中设有若干吸能弹簧。本实用新型的有益效果是，在发生碰撞时，具有二次缓冲吸能功能，吸能效果好，对被撞击的人或物保护充分。