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基于拼焊技术的轿车B柱耐撞性研究
| 论文题名： | 基于拼焊技术的轿车B柱耐撞性研究 |
| 关键词： | 轿车B柱;激光拼焊板;耐撞性分析;优化设计;拼焊技术 |
| 摘要： | 我国城市道路交通中包含许多十字交叉路口，因此导致侧面碰撞发生频率较高。车身侧面结构与车身前后防撞结构相比较为脆弱，同时距离乘员较近。在车辆受到侧面碰撞后，乘员会因为侧面空间狭小受到车身内陷引起的压迫与冲击。B柱作为车身侧面主要承受与传递碰撞力的零件，对整个侧面结构耐撞性有较大贡献，其侵入量与侵入速度都侧面反映了车内乘员的伤害程度，并且其变形模式也决定了乘员受到伤害的部位。另外，单纯地提高B柱的刚度来减小其内陷会阻碍其吸收碰撞能量，同时也与车身轻量化理念相悖。因此，在改进设计时要合理控制B柱的变形模式，以此减小在侧面碰撞过程中车内乘员的受伤程度。 本文旨在引入激光拼焊板对某轿车B柱在侧面碰撞中的耐撞性进行优化设计。在保证B柱总成的轻量化的基础上对其最大侵入量和最大侵入速度进行控制以实现侧面碰撞中对乘员的保护。首先，本文建立了某轿车的侧面碰撞有限元模型，并验证了模型的有效性，通过输出曲线对该轿车的侧面碰撞安全性做了评定，确定了该轿车B柱的变形模式；其次，对不同厚差比的激光拼焊板进行了力学性能对比，得出其比值的安全范围；最后，利用激光拼焊板代替B柱冲压原材料，以拼焊板焊缝位置以及其两侧母材厚度作为设计变量对B柱进行优化设计。利用正交试验设计进行抽样，以多项式响应面模型作为代理模型，通过序列二次规划算法求最优解。优化后B柱总成（除去侧围外板）质量减少15.2％，最大侵入量减少10％，最大侵入速度减小5.2％，并且其变形模式较为理想。 研究结果表明，通过使用激光拼焊板作为B柱的冲压原材料，并对其参数进行优化设计能够得到理想的B柱变形模式，在提升侧面碰撞安全性能的同时保证了轻量化。本研究提供的思想与优化方法在车身结构设计与改进工作中有一定的可行性，对车身耐撞性研究具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 饶紫微 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 乔维高 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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