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汽车碰撞能量衰变特性研究及磁流变液缓冲吸能装置设计
| 论文题名： | 汽车碰撞能量衰变特性研究及磁流变液缓冲吸能装置设计 |
| 关键词： | 汽车安全;吸能保险杠;磁流变液;缓冲吸能 |
| 摘要： | 随着我国公路交通的快速发展和人民生活水平质量的提高，汽车总保有量也在急剧增长，然而汽车在给人们带来方便的同时，也带来了重大安全问题。很多专家、学者对缓冲吸能式保险杠做了大量研究，在保险杠与车身连接方式、吸能装置结构设计、材料选择及轻量化等方面取得了大量的研究成果，但是这些都是被动缓冲吸能装置，对不同冲击质量、不同撞击速度的适应性差。磁流变液作为一种新型的智能材料，具有磁流变效应特性、响应时间短、功耗低、剪切屈服强度大且可控等特点，因而基于磁流变技术的缓冲器或阻尼器在冲击领域得到了快速发展。结合汽车缓冲吸能式保险杠能够瞬间将汽车撞击产生的单波次动能转化成多向撞击状态的特点，本文提出磁流变缓冲吸能装置作为汽车保险杠的吸能部件。本文基于碰撞动力学理论建立了汽车在不同撞击速度下碰撞能量的衰变数学模型，通过仿真碰撞实验得出了汽车碰撞能量的衰变特性，并在此基础上，对磁流变缓冲器进行磁路设计、结构设计、结构参数优化及开展对装有磁流变缓冲吸能装置的整车碰撞仿真研究，实现了对碰撞能量的合理耗散，对提高汽车被动安全性能具有重要意义。 本研究主要内容包括：⑴基于碰撞动力学理论，对汽车高速碰撞问题进行动力学建模，并利用有限元软件Hypermesh和LS-DYNA对传统吸能式保险杠汽车整车进行有限元建模及对其在不同车速下进行正面碰撞仿真，得到了不同撞击速度下碰撞能量的衰变特性曲线及在高速碰撞下传统吸能式保险杠吸收碰撞能量的有限性。⑵应用平行板流体学理论，推导出磁流变缓冲器的动力学模型，并以此为基础对磁流变缓冲器进行结构设计和磁路设计，通过MALAB遗传算法工具对结构参数进行优化。⑶基于Hypermesh和LS-DYNA软件对装有磁流变缓冲吸能装置的汽车整车进行建模及进行高速(50km/h)碰撞仿真实验，仿真结果表明磁流变缓冲吸能装置可以提高汽车被动安全性能。 |
| 作者： | 林繁国 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵树恩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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