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轿车追尾货车形态下的耐撞性研究
| 论文题名： | 轿车追尾货车形态下的耐撞性研究 |
| 关键词： | 追尾碰撞;耐撞性;近似模型;组合优化算法;交通事故 |
| 摘要： | 在我国，交通事故作为汽车时代的产物已经凸显在了社会公众面前，而轿车追尾货车事故因其高伤亡率一直受到全社会的广泛关注，如何提高汽车碰撞过程中的安全性已经成为汽车行业的重大议题。本文针对轿车追尾货车碰撞形态，研究追尾过程中轿车耐撞性的变化规律，并对轿车车身结构耐撞性进行优化设计，期望能够为汽车碰撞安全性的改进提供借鉴，提升轿车追尾耐撞性，达到保护车内乘员的目的。 在碰撞仿真基本理论的研究中，分析了非线性有限元理论以及建模过程中的关键问题。采用有限元建模方法，搭建了轿车追尾货车碰撞仿真模型，并与实车试验进行了对比，同时进行了苛刻工况考核，验证了所建模型的有效性与准确性。 在轿车追尾耐撞性的研究过程中，基于真实轿车追尾货车交通事故，调查分析了事故的发生规律和损伤特征。从力学角度，分析了追尾过程中碰撞力的传递路线。借助建立好的轿车追尾货车仿真模型，研究了追尾速度和碰撞偏置率两个因素对轿车耐撞性的影响，分析了货车后防护的变形情况、轿车加速度的变化规律以及驾驶室的侵入情况。 针对轿车追尾货车事故中货车后防护失效的情形，对轿车车身结构耐撞性进行了提升。从高强度材料替换的角度，采用正交试验设计方法，为A柱区域不同部件优选出了耐撞性最好的材料组合，使A柱侵入量降低了19.11％，侵入速度降低了42.02%。从刚度匹配的角度，对轿车A柱区域不同部件的厚度进行了哈默斯雷试验设计，利用试验结果建立了响应面近似模型和Kriging近似模型，并通过精度分析为不同耐撞性指标选取了恰当的近似模型。在近似模型的基础上，采用多目标遗传算法和序列二次规划法组合的全局-梯度优化算法，对A柱区域进行了刚度优化设计，在不增加车身质量的前提下，使A柱侵入量降低了15.70%，侵入速度降低了10.09%。经过改进和优化，轿车的耐撞性得到了显著的提升。 本课题的研究内容完善了汽车碰撞安全领域的研究体系，为汽车耐撞性的研究提供了借鉴和参考，也为汽车追尾耐撞性的改进探索了一条可行的路径。 |
| 作者： | 曹鹏飞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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