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基于序列近似优化理论的车身结构高速侧翻安全性及仿真试验研究
| 论文题名： | 基于序列近似优化理论的车身结构高速侧翻安全性及仿真试验研究 |
| 关键词： | 汽车侧翻;车身结构;车顶支撑横梁;序列近似优化;安全性 |
| 摘要： | 因汽车侧翻造成的重大交通事故屡屡发生，车辆侧翻事故的发生不仅会带来较大的人员损伤而且因侧翻造成的经济损失每年达到了500亿美元。然而因造成侧翻事故原因的多样性和侧翻事故类型的多样性，侧翻中车辆、乘员运动的复杂性，对侧翻事故的试验和仿真研究还存在极大的困难。为此本文基于安全车身结构设计理念，借助于 LS-DYNA有限元分析软件和正交试验设计方法，分析研究侧翻中车顶结构变形特性，车顶结构对车内人员生存空间的侵入量、侵入速度情况，以及A柱折弯、车顶部件内部力和力矩特性的同时，通过加装车顶支撑横梁和对车身部件结构厚度尺寸进行参数化优化设计优化改进了侧翻碰撞中车顶结构的变形特性。研究所得主要结果如下： 相比于侵入速度，侵入量测量指标因不包含整车的刚体运动而能更加真实的反应侧翻中车顶的变形特性；靠近驾驶员头部的车顶部位在侧翻碰撞中对乘员生存空间的侵入量最大，达到93.31mm；A柱折弯对乘员生存空间的侵入量影响不大，最大折弯角为3°。车顶结构优化中通过加装支撑横梁能明显减少车顶前端的侵入量，靠近驾驶员头部位置的车顶部件侵入量从优化前的93.31mm降到了优化后的91.34mm，降低了2.1％。在加装支撑横梁的基础上，通过对车身部件结构厚度尺寸的参数化优化设计，靠近驾驶员头部位置的车顶部件侵入量从优化前的91.34mm进一步降到了优化后的87.34mm，降低了4.3%；侵入量评价指标对车顶支撑横梁厚度尺寸、B柱内加强板厚度尺寸、车顶纵梁内加强板厚度尺寸以及A柱内加强板厚度尺寸的敏感度依次降低；其数值也由优化前的60.72mm减少到优化后的60.12mm，减少了0.98%。 选取车身不同结构的尺寸厚度应用正交试验设计的方法优化改进高速侧翻中车身的变形特性是侧翻中寻求车内人员保护的重要途径也为后续带假人的有限元侧翻仿真和乘员保护研究奠定了基础。 |
| 作者： | 汤超群 |
| 专业： | 汽车运用工程 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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