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碰撞安全结构设计

📚 共计 30 章节

碰撞安全概述

汽车碰撞安全的重要性、发展历程、国内外法规体系（C-NCAP、Euro NCAP、IIHS）简介。

碰撞力学基础

牛顿定律、动量与冲量、能量守恒、碰撞力与加速度的关系、碰撞波形。

材料力学基础

应力与应变、弹性与塑性变形、屈服强度、抗拉强度、延伸率、应变率效应。

材料应变率

金属薄壁梁的压溃吸能、弯曲吸能、轴向压溃与渐进折叠、吸能盒设计原理。

吸能盒折叠

车身结构设计原则

传力路径设计、刚度匹配、强度与吸能平衡、轻量化设计原则。

传力路径轻量化

正面碰撞结构设计

前纵梁、副车架、吸能盒、上纵梁、shotgun结构、防火墙设计。

前纵梁shotgun

侧面碰撞结构设计

B柱、门槛梁、车门防撞梁、座椅横梁、侧气帘、蜂窝铝侧碰壁障。

追尾碰撞结构设计

后纵梁、后防撞梁、吸能盒、行李箱结构、燃油系统保护。

后防撞梁燃油系统

翻滚与柱碰结构设计

A柱、B柱、C柱、顶盖横梁、门槛梁、电池包保护（针对电动车）。

翻滚电池包

行人保护设计

发动机罩、保险杠、前大灯、雨刮器、主动式发动机罩、小腿与头部碰撞区域设计。

行人保护主动式机罩

约束系统与结构耦合

安全带、安全气囊、座椅、转向管柱、仪表板与车身结构的匹配设计。

约束系统气囊

碰撞仿真分析基础

有限元方法简介、显式动力学分析、LS-DYNA/PAM-CRASH等软件介绍。

网格划分技术

壳单元、实体单元、网格尺寸、网格质量、沙漏控制、时间步长。

材料模型与失效

*MAT_24、*MAT_187、*MAT_20、应变率相关、失效准则、单元删除。

材料模型失效

接触与连接定义

单面接触、点对面接触、焊点模拟、铆接模拟、胶粘模拟。

边界条件与加载

刚性墙、速度加载、加速度加载、约束、重力、气囊展开。

边界条件气囊

碰撞波形分析

波形特征、峰值加速度、平均加速度、碰撞脉冲宽度、波形效率。

波形脉冲宽度

结构耐撞性评价指标

侵入量、侵入速度、加速度、能量吸收、压溃力效率、比吸能。

耐撞性比吸能

轻量化设计方法

高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料、热成型钢、激光拼焊板。

轻量化热成型

多材料混合车身设计

钢铝混合、碳纤维与金属连接、异种材料连接工艺（SPR、FDS、胶接）。

钢铝混合SPR

结构优化设计

拓扑优化、形貌优化、尺寸优化、多目标优化、响应面法、遗传算法。

拓扑优化遗传算法

碰撞安全试验验证

整车碰撞试验、台车试验、零部件试验、高速摄像、传感器布置。

试验高速摄像

法规与NCAP详解

C-NCAP 2024版、Euro NCAP 2023版、IIHS 25%小偏置碰撞、侧面柱碰。

电动汽车碰撞安全

电池包结构保护、高压断电、热失控防护、底部球击、涉水安全。

电动车热失控

自动驾驶与碰撞安全

传感器布局保护、激光雷达、摄像头、雷达支架、乘员姿态多样性。

自动驾驶传感器

乘员保护与伤害机理

头部HIC、胸部3ms准则、大腿Fz、颈部Nij、小腿TI、挥鞭伤。

伤害机理HIC

虚拟仿真与数字孪生

整车级碰撞仿真、子系统仿真、优化流程自动化、数字孪生技术。

数字孪生自动化

碰撞安全开发流程

目标设定、概念设计、详细设计、CAE仿真、试验验证、问题整改。

开发流程CAE

先进碰撞安全技术

预碰撞系统、主动式安全带、自适应气囊、外部气囊、智能车身变形。

预碰撞自适应气囊

案例分析与未来趋势

特斯拉、沃尔沃、丰田等经典车型结构分析、未来趋势（一体化压铸、CTC电池底盘一体化）。

案例分析一体化压铸