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1.5 碰撞安全性能 汽車前艙正面碰撞路徑主要有三條：1）上路徑：前防撞梁-前縱梁-縱梁延伸梁；2）中路徑：shotgun-A柱上邊梁；3）下路徑：前副車架-縱梁延伸梁-中央通道，全框式副車架為正面碰撞多提供了一條傳力路徑，在車輛發(fā)生正面碰撞時能吸收部分能量，使碰撞力分散更均勻。某些前副車架的縱臂結(jié)構(gòu)上會設(shè)計局部凹槽來誘導(dǎo)變形，使碰撞壓潰更充分，從而更好的保護乘員安全。

前副車架的模態(tài)與發(fā)動機常用轉(zhuǎn)速下的激勵頻率很接近時，副車架與發(fā)動機的激勵頻率發(fā)生共振，整車便會產(chǎn)生轟鳴聲，影響整車的NVH值，降低汽車的使用壽命，影響乘客的舒適性。而如何科學(xué)地定義前副車架的模態(tài)目標(biāo)值是研究的重點。 本例中，為了研究副車架的模態(tài)和iSolver求解器計算精度，計算副車架自由狀態(tài)下的副車架前五階柔性模態(tài)。2.

3-23網(wǎng)格單元質(zhì)量調(diào)節(jié)功能板塊經(jīng)過上述一系列的網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格質(zhì)量檢測和網(wǎng)格質(zhì)量調(diào)整，將副車架吊耳、縱梁、副車架上板和下板以及副車架加強板轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格單元，逐漸建立了符合要求的副車架網(wǎng)格模型，如圖3-24所示。

在CATIA環(huán)境中，設(shè)計工程師無需具備仿真經(jīng)驗，僅需確保模型數(shù)據(jù)規(guī)范，即可開始仿真：</p><ul><li>進入模型庫，選擇“底盤部門”—“副車架”類別；</li><li>選中目標(biāo)“后副車架模型”，點擊“下一步”完成導(dǎo)入；</li><li>全程無需手動調(diào)參數(shù)，前置準(zhǔn)備時間顯著縮短。

根據(jù)文獻[9]，研究復(fù)雜系統(tǒng)碰撞動力學(xué)問題可用質(zhì)體碰撞來代替，該對齒輪副發(fā)生瞬時碰撞作用，故可用雙質(zhì)體正碰撞問題來計算齒輪副碰撞力。 2.4 計算結(jié)果 定義主動輪輸入轉(zhuǎn)速為 1000r/min，負載扭矩 T=0，通過計算得到齒輪副碰撞力，如圖 4 所示。

3 某副車架擺臂開檔方案優(yōu)化在上述副車架優(yōu)化前，實物接頭試驗顯示接頭扭矩轉(zhuǎn)角曲線在彈性段斜率明顯分段，表明消隙力過大。在套管和U型開檔間隙L為1.15-1.2 mm時的6個樣本平均消隙力F為36.68 k N。

制動系利用與車身或車架相連的非旋轉(zhuǎn)原件和車輪或傳動軸相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢，并將運動的車輪的動能轉(zhuǎn)化為摩擦副的熱能耗散到大氣中。因此制動系的工作過程中的磨損，已經(jīng)熱固耦合分析，以及由于剎車盤與剎車片之間的摩擦引起的尖嘯聲，都是分析的重點。（1）轉(zhuǎn)向管柱強度分析汽車轉(zhuǎn)向管柱作為駕駛員操控汽車的重要部件，其安全性和可靠性顯得尤為重要。

1.3.2 載貨汽車底盤車架過孔橡膠件由于載貨汽車車架一般為U型梁，此處使用的線束過孔橡膠件不涉及密封、降噪和防塵，只是為了防止線束與孔壁發(fā)生摩擦或碰撞沖擊，因此性能要求相對簡單。載貨汽車車架過孔橡膠件結(jié)構(gòu)舉例如圖3所示。載貨汽車底盤車架過孔橡膠件的應(yīng)用如圖4所示。

車身去提高剛度、強度，去滿足舒適性和碰撞安全需求。這樣大梁的剛度就可以酌情降低，在越野時大梁可以扭曲變形，安裝在大梁上的懸架變相獲得了更多的行程，從而增強越野通過性。 像250 GTO那樣的籠式車架是另一類，多用于賽車和跑車。這種車架的主要目的是兼顧低重量與高剛度，所以結(jié)構(gòu)中會包含許多穩(wěn)定的三角形。

美國的IIHS有一個駕駛員側(cè)25%偏置碰撞試驗，用來檢驗乘員艙對駕駛員的保護。在初期的測試中，所有的車型無一幸免，都出現(xiàn)了A柱變形、懸架和車輪侵入乘員艙的情況，被判不合格。這個信息反饋給汽車廠家后，各大車企都進行了整改，在隨后的測試中也都得到了很好的成績。突然有一天，IIHS神經(jīng)搭錯了弦，又做了一個副駕駛側(cè)的25%的偏置碰撞試驗，結(jié)果你猜怎么了？

模型加載載荷為速度50km/h（13888.9mm/s），加載時間為0.5s，采用正面25%剛性墻碰撞方式。車輛模型主駕駛側(cè)（左側(cè)）與剛性墻碰撞。 為了研究各乘員位的碰撞情況，提取各駕駛位碰撞加速度曲線。從圖中可知，前排主駕駛位其在碰撞時其峰值加速度超過350g，副駕駛位超過250g。后排駕駛位的加速度也在300g左右。

圖1 結(jié)構(gòu)示意 根據(jù)行走結(jié)構(gòu)的實際工作原理，在MotionView中建立連接各部件恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動副、移動副、油缸位移驅(qū)動等，最終建立了整個行走機構(gòu)的多體動力學(xué)模型，對機構(gòu)支車運行過程進行多體動力學(xué)分析，得到了絲杠兩連接點的載荷歷程曲線如下圖2所示。

NASCAR利用 Ansys仿真進行虛擬碰撞測試，加速了Next Gen賽車的開發(fā)和驗證時間。 NASCAR賽車創(chuàng)新高級副總裁John Probst表示：“Next Gen賽車之所以能夠及時迎戰(zhàn)2022年賽季，Ansys LS-DYNA功不可沒。該工具能夠以高度可靠的結(jié)果對碰撞測試進行仿真，使我們能夠突破疫情期間的挑戰(zhàn)，并為物理碰撞測試做好了充分準(zhǔn)備。”

Ansys全球銷售和客戶卓越副總裁Walt Hearn表示：“Ansys的碰撞仿真軟件為用戶提供了獨特的條件，能夠以較高的置信度和精度，實現(xiàn)對眾多變量和條件進行安全分析、測試和可視化。除了提高安全性之外，虛擬測試還可顯著縮短研發(fā)與驗證時間，以及降低材料成本。

1.3 動力學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建 1.3.1 定義球副 建立左右鋼絲繩固定端小桿對地的球副，如圖2所示。

馬芳武等針對汽車某車型后副車架，通過多目標(biāo)優(yōu)化方法，并將副車架縱梁材質(zhì)由低碳鋼S550MC變更為鋁合金6061，使副車架總成的質(zhì)量由16.6 kg降低至14.19 kg，減重2.41 kg，減重比例為14.5%。

孫志遠等[9]用拓撲優(yōu)化的方法對汽車前車架進行了輕量化設(shè)計，車架在結(jié)構(gòu)優(yōu)化后減輕了30.8%;Kiani等[10]用拓撲優(yōu)化的方法對鎂材料的車身進行輕量化設(shè)計，仿真結(jié)果顯示了車身在滿足碰撞和振動要求下，質(zhì)量大幅減少。本文采用碳纖維復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼制材料車門進行輕量化設(shè)計。