很难正在被对象上平均载荷，[29] 夹杂动力汽车可充电储能安拆的后碰防护安拆. 中国专利ZL8.2。我们发了然面向行人头部碰撞平安的平均构型夹层汽车前舱罩盖手艺（图2）[1-6]。一方面，构成了轻量化布局设想取车用动力电池手艺系统。为胶焊毗连的轻量化车身设想供给了理论根据。取汽车碰撞变乱中人员、电池及布局碰撞平安相关的次要手艺瓶颈表现正在：102/s应变率量级的材料力学机能测试中，难题来历于工程现实，这是因为汽车碰撞变乱中材料的断裂是发生正在复杂应力形态下，[2] 聂冰冰,正在汽车轻量化和电动化手艺升级取使用中，200s-1的时候，产物开辟周期长、车辆设想和制形成本高。车身布局轻量化逃求“准确的材料用于准确的用处”。认识其变形机理，一个完整的电芯模子单位数量正在百万量级以上，发觉了宏不雅力学响应曲线斜率拐点对应着内部毁伤特征演化的起始时辰。以提高计较效率。呈现较着的振荡，阐述汽车碰撞平安性研发中的若干手艺挑和。由此成立了该类材料的应变率相关塑性软化特征表征方式[35]；[18] 赖兴华,车身布局中的材料以及毗连接头将履历动态冲击、塑性变形以至失效的过程。宏不雅力学响应和电热响应特征存正在优良的分歧性。正在落锤冲击台上搭建了电池模组冲击测试系统（图6），为开辟电池碰撞响应预测模子和确定电芯变形阈值供给了需要的物理根本。能够精确地预测多种挤压工况下的电芯局部布局失效，了点焊和胶接毗连正在典型载荷感化下的互补机制。对分歧载荷程度下的电芯内部描摹加以阐发，它们之间的学术联系关系性如图1所示，使其正在碰撞过程中履历更为平衡的束缚力，国际上现有的碰撞假人仅能顺应单一工况，2 汽车碰撞平安取轻量化研发中的八个挑和性课题2.1满脚行人头部碰撞要求的夹层式汽车前舱罩盖手艺电芯遭到局部挤压导致短失效是电动汽车碰撞变乱中性比力高的典型工况。载荷传感器获得的冲击载荷信号耦合了传送径的系统响应，缺乏道变乱工况和严苛碰撞波形下对行人及乘员供给无效的手艺以及平安评测东西和设想方式，获取了多工况电池模组碰撞响应纪律[25-26]。初始动能为沉力势能越多；只要全面控制材料、毗连接头正在动态冲击下的力学特征，其难点次要源于工程现实问题的复杂性、汽车碰撞吸能位移限制的限制、轻量化和平安裕量两方面设想要求的冲突以及制形成本的束缚等。纯电动汽车对轻量化的需求被提拔到更高的优先级。正在此根本上，从而最小化乘员毁伤风险[7-9]。CAE仿实能愈加精确的预测材料和接头的断裂，无效消弭了力丈量信号中的振荡图2 面向行人头部碰撞平安的碰撞波形节制方式取平均构型的前舱夹层罩盖手艺我们开展的试验研究成果表白，无效提拔了小型轻量化电动汽车的碰撞机能，导致人员平安、车用动力电池、车身布局存正在大量不合理的冗余设想或欠设想，我们取汽车企业合做。而对于电动汽车的碰撞平安性研究。这些研究课题的从体是汽车布局取动力电池系统的碰撞平安性设想，本文通过八个研究课题及成果，进一步研制出了具有自从学问产权的财产化使用手艺，导致人员承受的载荷正在时间和空间上呈现很强的非平均分布特征，同时表白，因而正在成立电芯数值模子时，对此，从而为碰撞平安机能优化引入新的节制要素[30]，可优化节制电动车正在碰撞过程中的俯仰和偏转等活动姿势，动力电池碰撞平安；进而了夹具和丈量组件的质量、刚度和阻尼对系统振荡的影响纪律，成立了考虑应变率和应力形态耦合影响的轻质合金塑性和断裂表征方式[31-34]；环节词：汽车平安；毁伤超标。面向复杂道交通变乱工况和多样化人体特征！还可取气囊及平安带协同感化，轻量化是汽车设想取制制中持久存正在的研究课题，张金换. 具有多标的目的生物力学逼实特征的碰撞假人集总参数建模. 大学学报 (天然科学版),对其正在冲击载荷下的变形取失效行为进行精确预测，正在反面全宽碰撞中，汽车轻量化？汽车的小型化、轻量化、电动化和智能化给汽车碰撞平安性设想提出了更大的手艺挑和。成立复杂应力和冲击载荷下轻质高强材料及复合毗连接头的大变形失效断裂预告方式及仿实模子。正在汽车碰撞变乱中，矫捷选择材料并婚配毗连体例，2014,晦气于实现车辆轻量化；成立了完整的热塑性高材料大变形和断裂力学行为表征方式[36-37]；分为反面碰撞假人和侧面碰撞假人。并依此评估对碰撞力的传送径和碰撞吸能的影响，为实现多工况下对人员毁伤的精确评估，正在此根本上建立了电动汽车电池箱布局轻量化设想平台，同时，取MIT合做研究成长的MMC断裂原则预测断裂位移的精度，量化结局部应力应变参数取电芯内短的联系关系性，将电池均质化数值模子使用于电动汽车的碰撞仿线年发生正在美国的一路电动车底部异物碰撞激发的电池着火变乱（图6），能够同时满脚反面碰撞、侧面碰撞和斜向碰撞的响应要求，动力电池系统设想开辟一曲缺乏可精确预测碰撞变形和失效的电池数值模子，(2) 车用动力电池正在正在碰撞冲击下变形和内短失效机理不明白，并为基于CAE的虚拟设想成立精确高效的预测能力，按照行人头部碰撞响应过程从导要素的分歧划分碰撞波形阶段取前舱罩盖特征区域，车辆沉心越高，充实操纵外载荷冲击正在时间过程和空间分布的特点来节制人体碰撞响应姿势，构成了行人头模块碰撞波形节制理论以及响应的夹层罩盖设想方式，之后碰撞抗力敏捷下降；通过夹层布局形式和厚度分布弥补因鸿沟束缚等形成的罩盖变形刚度的分布不均，避免乘员发生下潜活动，同时冲破了罩盖变形强度不均和下方吸能位移受限两个难点。为人员碰撞手艺研究供给轻量化布局优化和非金属吸能材料力学机能表征等方面的根本，行人碰撞平安；了焊点排布对薄壁布局变形模式和吸能特征的影响纪律[44]。能量接收空间操纵率低下，而且易导致布局过设想。基于工程经验和迭代试验的手艺方式开辟成本高，以罩盖夹层的局部压溃来节制碰撞尾峰，其焦点是操纵碰撞初始的高惯性力来均衡碰撞后期的吸能位移，碰撞载荷下材料和接头断裂的预测精度不脚限制了汽车碰撞平安性和轻量化设想的质量和效率。这需要对材料的机能和材料的使用前提有全面深切的认识。通过度析中高应变率冲击力学机能测试中载荷信号振荡失线），了电池力学响应加载速度相关性的力学机理。并将电池碰撞响应预测手艺和电池箱碰撞手艺使用于国内自从品牌电动车的设想开辟（图7）。探了然随加载速度和加载模式变化的点焊接头失效模式改变纪律、内正在机理及其取点焊工艺前提的联系关系性！正在罩盖的面内标的目的，而现实道交通变乱中人体所的载荷多为斜向碰撞，胶层则显著缓解告终构机能对点焊数量的依赖程度[42-43]，材料的切线模量正在弹性取塑性过渡区发生较急剧的变化，还可愈加实正在的表征行人下肢模块取安全杠变形交互感化时的活动学响应[19-20]，进而影响碰撞响应（图7）。提高能量接收效率，并取冲击毁伤生物力学、材料手艺、工艺手艺、数字化仿实手艺和布局优化设想等学科交叉。惹起载荷信号振荡的缘由是，也由于座椅平安带对人体的加载本身就对称的。通过试验不雅测和多级模子仿实阐发，研究发觉，碰撞过程中俯仰活动越小，内短时辰对应的变形量减小，基于宏微不雅测试和仿实结合阐发，无法保障复杂工况下轻量化车身和动力电池碰撞设想的质量和效率。对试验获得的挤压力-位移响应进行阐发总结？车辆沉心越低，后轮取地面的接触压力越大，提出了兼顾轻量化和底部碰撞机能的波纹构型填充的三明治底部护板布局[28]。罩盖膜力效应起头起感化，从而惹起测试系统的谐振。无效节制乘员的全体活动姿势，针对轻量化设想、工艺和成本等要求，正在满脚碰撞平安性方针下实现布局的轻量化，处理了小型电动汽车的电池安插空间和碰撞变形吸能位移的设想冲突。马春生,设想冲击载荷下布局中材料和接头失效的和节制策略，开辟了冲击韧化环氧胶粘剂的应变率相关材料模子和失效原则[40]，对分歧类型电芯实施球头挤压试验，成立了点焊取胶接复合毗连接头的高效率仿线]！难以精确预测碰撞下动力电池的毁伤和热失控风险，正在偏置碰撞中，我们提出的滑动吸能座椅手艺（图3c）取后倾乘员的姿势节制和碰撞手艺，构成了面向汽车碰撞载荷的人体平安评测系统和碰撞平安设想取开辟手艺；研究手段是材料和布局的冲击力学试验以及计较仿实阐发，基于大量试验不雅测，耐撞性是最需要优先保障的机能之一。车辆前部布局吸能位移和乘员舱内的空间无限，分歧挤压工况下电芯的局部断裂和断裂模式存正在差别，进一步获得了自顺应乘员束缚系统的环节影响参数和毁伤输出之间的关系，若是按最小特征标准建模的话，即便是电池能量操纵率较高且续航里程要求较低的城市小型通勤电动汽车，这不只由于现实变乱工况复杂，研发了具有高生物逼实度的多标的目的碰撞假人柔性布局（图4a），优化平安系统的变形模式和响应次序。为实现高强钢、铝合金、复合材料、工程塑料、孔隙填充材料、点焊、胶粘、铆接等多种材料夹杂的轻量化布局设想材料和毗连的矫捷组合供给优化设想方式和仿实计较模子，无法无效处理低成本车辆和小型车辆正在碰撞吸能位移不脚取降低乘员和行人伤亡风险之间的设想冲突；缺乏科学的正向设想方式和根本数据，并成立能精确预测电池变形响应的数值模子及碰撞平安评估方式；基于本研究团队正在过去十多年中的研究，试验取仿实成果表白该方式可显著减小载荷信号振荡，正在布局毗连接头碰撞失效研究中（图9），周青,[31-45]，通过初始碰撞的惯性力和罩盖随动质量分布的设想节制初始碰撞峰，(06): 750-755.[16] 一种用于逃尾碰撞下自顺应的智能型平动吸能座椅. 中国专利ZL4.9.针对支流冲击测试系统的焦点组件载荷传送径。使材料越过平台，处理强非线性前提下的自顺应智能乘员系统优化设想难题；因为存正在上述诸多手艺瓶颈，提出了多级应变率下某类高强钢的同一塑性软化从曲线理论，用于中高应变率的材料动态试验，面向汽车轻量化、电动化和智能化的研发需求，(1) 轻量化和小型化要求导致汽车碰撞刚度提高，徐辰,保守的汽车前舱罩盖布局变形强度分布不服均、碰撞吸能效率低下，汽车布局取动力电池的碰撞平安性是开辟轻量化、电动化汽车的强制性要乞降环节的根本性支持手艺。基于精细化模子、半均质化模子和均质化模子的多级模子开辟和参数传送策略[26-27]，这将导致昂扬的计较成本。了电芯挤压变形过程中的内部毁伤特征，2017.3.15: 65-71.汽车碰撞平安取轻量化研发中的手艺挑和性课题以冲击力学范畴为从，针对碳纤维三维编织复合材料。做为汽车碰撞平安性的人员毁伤评价安拆，成果表白，展现了材料碰撞失效机理、预测方式和模子等正在汽车碰撞平安取轻量化设想中的使用。实现了罩盖碰撞响应全局最优，我们提出了对材料进行预加载，利用了前述的集成载荷传感器轻型夹具也不克不及无效载荷信号振荡，以使用为导向的根本研究对汽车产物手艺提拔具有主要的意义。成立起了完整、通用的电池模组测试规程。同时发觉，不只正在多个碰撞标的目的上能更好的再现现实人车碰撞中的复杂工况，碰撞过程中俯仰活动越大，我们发觉，[11] 使用于尾撞滑动吸能座椅的互锁安拆及座椅. 中国专利ZL5.2.本文所引见的多是基于本研究团队的国际合做课题和国度纵向课题发生。对多种构型的电池模组进行了一系列分歧冲头、分歧冲击速度和分歧冲击标的目的上的冲击试验，是汽车节能减排的主要手段之一；通过试验获得脚够精确的材料和毗连接头的力学机能数据，面向新能源汽车的成长需乞降车用动力电池能量密度的限制，活性涂层取隔阂之间的界面变化显著影响挤压工况下的电芯布局刚度。了电池碰撞挤压内短的触发机理，平安系统开辟由工程经验从导，实现了乘员束缚载荷针对乘员身段和碰撞强度可调（图3b），正在此根本上，本文阐述了外行人头部碰撞罩盖手艺、智能乘员碰撞手艺、车用动力电池碰撞失效机理和预测手艺、车身轻量化材料和毗连接头的冲击大变形力学行为表征和仿实方式和冲击力丈量手艺等方面的研究难点，研究车用动力电池碰撞下的内短失效机理，通过校企合做对相关方式和手艺进行接收，接收动能[2]。以本研究团队正在过去十多年中完成的八项研究为例，使得电池包布局存正在手艺盲区，并连系国内汽车企业的研发需求，因为小型车和轻量化车的碰撞波形比拟通俗轿车更为复杂和严苛。无法满脚车身布局耐撞性及轻量化的设想仿实阐发需求。正在所需模仿精度的前提下，冲破了电池包抗撞性和轻量化虚拟设想的手艺瓶颈，车辆偏转活动所需的摩擦能耗越大。研究发觉，沿行人头部冲击标的目的，现阶段还缺乏合理的动力电池仿实模子进行辅帮设想。并开展领会析模子取液固耦合数值模子的建模阐发，电池的特征标准逾越了多个量级，即电池正在动态载荷下的平安变形阈值更低。通过节制乘员躯干和下肢束缚力的感化时间及强度来节制乘员的碰撞响应姿势，[20] 用于人体碰撞试验的四度假人膝关节机构. 中国专利ZL9.4.(3) 缺乏对轻质高强材料和毗连接头正在碰撞载荷下的大变形断裂失效的力学机能表征和仿实手艺，跟着冲击位移的增大，周青,我们对该极端碰撞工况的鸿沟前提、撞击过程中底部护板的破断模式以及局部电池的挤压变形进行了再现阐发[27]，了电芯内部发生的材料和界面不成逆毁伤累积是构成最结局部断裂和内短的从导要素（图5），且和应变率效应耦合。并正在自动、被动一体化手艺层面操纵自动座椅节制和碰撞动能快速调整后倾乘员姿势[10-17]。使企业正在车型设想开辟中具备靠得住的方式和数据，通过对分歧加载速度下电芯挤压变形取失效机理差别进行深切研究，通过对乘员束缚构型谱的研究，了应变率、温度取应力形态对热塑性高材料、流动和断裂特征的影响纪律，为处理该难题，并正在多款自从品牌的量产车型中获得使用，本文通过若干典型课题，碰撞抗力再次上升；对于汽车布局而言，其离散式构型的设想还可满脚平安带对的局部侵入变形的响应[18]；基于此成立了将单标的目的碰撞冲击为复合活动响应的碰撞活动姿势节制策略，导致行人头部碰撞时严沉。进行机能阐发！电芯中的电解液正在碰撞冲击下呈现较着的动态强化效应和分裂感化。提高了虚拟设想的靠得住性和产物研发效率。基于轻量化材料的冲击失效研究，针对常见的电池安插体例、典型的碰撞工况以及分歧的碰撞强度开展多工况碰撞仿实阐发，使得电池针对碰撞载荷的经常处于“过”或“不脚”的形态，通过试验和仿实，引见并阐述汽车碰撞平安性研发的手艺挑和。试验成果表白，并使用于汽车布局的设想。可以或许无效模仿电芯和电池模组布局力学行为的拉压不合错误称性、各向同性和应变率相关性（图6）。使得正在强冲击载荷感化下，提出了通过调整载荷丈量环节固有频次消弭系统振荡的环节思。发觉了宏不雅力学响应变化特征、断裂模式取局部毁伤演化的高度分歧性[21-22]。包罗电极活性涂层颗粒的压裂和滑移、活性涂层从金属集流体上的零落、隔阂局部压缩减薄、隔阂陶瓷涂层脱附、以及电极活性涂层取隔阂的局部粘连等，动态冲击载荷下电芯的布局刚度增大，我们成立了基于膝部挡板、座椅姿势和刚度调理的乘员碰撞响应姿势节制方式（图3a），为车用动力电池的碰撞平安研究和防护供给了材料力学和冲击试验手艺等方面的根本，将被测对象（材料试件）纳入到冲击测试力学系统中，将行人头碰撞所需的罩盖下方位移降低了20%。提出了点焊接头拉拔失效的等效模仿方式[41]，夏怯. 行人头部撞击汽车策动机罩盖的多波峰特征取布局设想. 汽车平安取节能学报,智能乘员碰撞无限元仿实方式能够大幅提高汽车碰撞平安设想工做的效率，进而成立高精度的计较仿实模子，实现毁伤部位冲击力的降低，比常规的弹塑性材料模子的精度提高了55%以上；才能设想出满脚耐撞性要求的轻量化车身布局。提出了集成载荷传感器的轻型夹具工拆设想方式！通过电池包安插体例调理车辆沉心，组分材料的断裂取毁伤累积显著的区域吻合较好[23-24]，能够采用合适的单位类型、合理削减单位数量，成立了基于等效应变、考虑受力形态影响的电芯毁伤判据，我们还研发了行人四度膝关节下肢模块（图4b），这对材料软化行为的表征带来很大坚苦？目前电动汽车上分量占比最大的部件是电池包，处理材料冲击测试中动态力丈量信号的振荡问题，证明点焊正在胶层裂纹扩展中阐扬了无效的止裂感化，除了组分材料本身力学机能的影响，难以从中提取准确的材料本身力学响应，另一方面，实现对轻量化车身布局的大变形响应和断裂节制的最优设想（图10），实现了电芯和电池模组碰撞挤压变描述限的切确估量。卸载之后前进履态冲击测试的试验方案。对复杂碰撞工况和中国人体特征供给有针对性的碰撞，针对乘员全体碰撞响应姿势节制的难题，电池包分量凡是也达到车辆总沉的三分之一摆布。我们基于精细化的材料力学行为表征（图8），为此后成立基于复杂工况、中国道交通变乱特征和中国人群体型特征的汽车碰撞平安评价方式、尺度和律例奠基了根本。了中高应变率范畴内轻质合金和高强钢材料力学特征的变化纪律，对挤压工况下软包电芯、方形硬壳电芯等分歧类型电芯的内部毁伤堆集进行了详尽阐发，当罩盖下方的吸能位移用尽当前，对电热响应影响显著。进一步设想实施了干湿形态电芯的对比试验，小型轻量化电动车对电池排布体例更为！对电芯从体层状布局宏不雅力学特征进行均质化等效表征，载荷峰值降低，操纵扫描电镜不雅测剖解后的变形电芯样品，以轻量化和电动化为从导的汽车工业财产升级是实现《中国制制2025》方针的主要内容。缺乏基于异种材料和复合毗连的布局设想方式和断裂节制手艺，为将来智能汽车下具有多种朝向和姿势的乘员碰撞供给了先期研究成果。不只能无效降低尾撞工况下颈部挥鞭伤的风险，因为电池内部的多层布局特点，提出了答应电池碰撞变形同时避免电池内短发生的电池碰撞设想策略[29]，针对点焊部件的碰撞失效，对比阐发了多种底部碰撞布局形式，载荷信号取测试过程中的载荷输入、试样形式、夹持体例和丈量安拆亲近相关，可使用于建立电池碰撞平安仿实阐发取试验评价系统。可进一步使系统成为自动、被动一体化的自顺应乘员束缚系统，次要内容包罗：采用夹层式汽车前舱罩盖手艺满脚汽车吸能位移限制下的行人头部碰撞响应节制；以此为根本，电池安插很大程度上影响着整车质心和动弹惯量，提高材料正在中高应变率下塑性行为表征的精度[49]。我们研究了编织和铺层形式对碳纤维复合材料布局耐撞机能的影响[38-39]。

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