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某小型客车正面碰撞分析及结构优化
| 论文题名： | 某小型客车正面碰撞分析及结构优化 |
| 关键词： | 有限元法;汽车碰撞;仿真验证;结构优化 |
| 摘要： | 本世纪我国经济持续高速增长，人民生活水平大幅提高，全国汽车产销量及保有量持续上升；基于我国道路交通技术、设施和管理等方面的特殊性，多年来交通事故发生率居高不下。随着国内汽车产业结构的调整，小型客车数量比例逐年增长；由于结构尺寸的限制，该系列车型中微型车的车身前部较短，碰撞安全性很差。有关统计表明，正面碰撞发生率和伤亡率分别为39％和72%，居各类汽车碰撞之首；而在正面碰撞中又以正面100%碰撞的发生率和伤亡率为最高，分别为16%和48.2%。因此微型车正面碰撞研究及安全性能的改善，对提高该系列车型碰撞安全性及性价比具有重要的现实意义。 本课题以国内在产某微型车为目标车型，采用有限元分析方法，在前处理模块HyperMesh中建立其整车正面100%碰撞模型，并在显式动力分析软件LS-DYNA中进行计算，通过后处理模块HyperView和HyperGraph分析获得其正面碰撞特性。综合运用均匀试验设计、BP网络模型和遗传算法等手段，依据仿真碰撞特性参数对关键结构前纵梁进行优化设计，达到维持较高性价比的基础上提高该车型的正面碰撞安全性能。 遵循不利于保护乘员安全的基本原则，研究分析的正面碰撞特性参数主要包括整车和前纵梁碰撞变形、A柱折弯情况、B柱下端加速度大小、门框的变形量以及前围板和方向盘对客车车身的侵入量等。综合评价结果表明，本款小型客车的车身结构存在优化空间，采用前纵梁的前后端及加强板的厚度d1、d2和d3作为设计变量，以前纵梁的质量m(X)，前纵梁的吸能E(X)和承受的最大冲击力F(X)作为优化目标，限定吸能和最大冲击力的取值范围为约束条件对前纵梁进行了优化设计，最终得到了三个板材厚度的最优值。 仿真验证优化结果：优化后前纵梁质量降低了7.66%、吸能增加了10.38%、最大冲击力增加了3.84%；同时B柱下方加速度、门框变形量、前围板和方向盘的侵入量均较优化前有了不同程度的降低，优化后的车型可以减轻碰撞发生后给乘员带来的伤害。 |
| 作者： | 刘俊杰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 唐焱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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