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力帆LF7160L1轿车碰撞CAE分析 |
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作者: |
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力帆集团是中国最大的民营企业之一,成立于1992 年。历经15 年的艰苦奋斗,已迅速发展成为融汽车、摩托车的研发、生产、销售(包括出口)为主业,并投资于金融业的大型民营企业。
力帆 LF7160L1 轿车以欧洲80 年代末的某款车型为依托、结合中国目前的加工工艺和材料强度,由上海某设计公司完成了初始设计。在内部装饰和外观上有了较大改观,更加紧贴中国用户的审美心理。内部承力部件没有改动,完全借鉴了上述的欧洲车型。由于欧洲原始车型的设计普遍采用EuroNcap 星级范围的最小点数设计,因此,虽然借鉴了欧洲原始车型同样的几何造型,但由于国内材料强度达不到欧洲原始车型的材料强度,使得LF7160L1 轿车达不到原始车型的星级,离EuroNcap 的3 星级有一定距离。
然而,力帆520 在海外有广阔的市场,因此,如何提高和改善该车偏置碰撞的性能,成为困惑公司的关键技术难题。
虽然汽车碰撞试验是目前普遍认为最准确可靠的研究方法,但这种试验是破坏性的试验,不具有可重复性,且试验费用昂贵,改进周期长,不能满足公司的急需。
针对这一问题,公司于2007 年底,决定与重庆大学研究生创新基地合作,采用CAE 仿真技术,力求在短时间内找到偏置碰撞性能不理想的主要原因,提出切实可行的改进方法,极大提高力帆520 轿车偏置碰撞的性能,并在2008 年1 月3 日正式签订了合作协议。
果不其然,经与重庆大学合作,仅用了25 天的时间,就完成了力帆520 轿车国内56km/h 偏置碰撞试验的计算机虚拟在现,并且在整车的变形与车身关键部位的减加速度方面,与实验结果吻合良好,如下图所示。通过对仿真和试验结果分析,很快发现原车结构的不足:一是前横梁下靠前、下偏,导致前纵梁在偏置碰中,严重向下弯曲,吸能量严重不足,把载荷转移给后面的结构;二是前纵梁的诱导槽安排太稀疏,导致折叠变形不理想,吸能量不足,也把载荷转移给后面的结构;三是驾驶室下方的纵梁强度与刚度不足,导致驾驶室变形大。
针对上述问题,合作双方很快对原车的吸能结构进行了改进设计,提出了多个改进方案,又经CAE 仿真,仅用了16 天的时间,就找出了改进效果比较好的方案,其计算机仿真结果如下图所示。
根据这一结果,对原车的吸能结构进行了改进,国外权威机构对新的力帆520 轿车进行了64km/h 偏置碰撞试验,碰撞试验后整车的变形如下图所示。由图可见,优化后的整车变形良好,A、B、C 柱均保持完好,驾驶室基本不变形,说明基于CAE 仿真结果所提出的改进方案是十分有效的,该车在偏置碰撞中获得了12.5分的好成绩。
优化后整车碰撞变形(仿真)
优化后整车碰撞变形(试验) 通过利用 CAE 仿真技术,快速解决力帆520 轿车偏置碰撞性能不理想的问题,公司上下对CAE 仿真技术有了更深刻的认识,一致认为:
(1)基于CAE 仿真技术,进行吸能结构的优化,对于改善轿车偏置碰撞的被动安全性有明显效果,可以取代大部分实验,节约人力、物力和时间;
(2)与实验相比,通过CAE 分析,更容易发现结构的问题所在,为结构的改进与优化指明了方向;
(3)基于CAE 仿真技术,可以在短时间内快速实现对多个改进方案的性能评价,从而以最低的代价最快的速度找到性能好、制造成本低的最佳改进措施。(end)
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(5/25/2010) |
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