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基于侧面碰撞某SUV B柱轻量化优化设计
| 论文题名： | 基于侧面碰撞某SUV B柱轻量化优化设计 |
| 关键词： | 汽车车身;轻量化设计;侧面碰撞;有限元模型 |
| 摘要： | 近年来，汽车保有量的大幅增加给能源供给、环境保护以及交通安全带来了巨大的压力。研究表明，降低整车重量可以很大程度上解决上述问题。汽车轻量化是满足力学性能要求的前提下尽可能的降低汽车的重量。汽车轻量化往往造成汽车碰撞安全性的降低，合理的轻量化方法和足够的碰撞安全性是现代汽车轻量化技术发展的研究重点。 本文基于整车的侧面碰撞进行了B柱的轻量化设计。汽车侧面是车身比较薄弱的区域。在侧面碰撞过程中，生存空间较小、吸能部件少，给乘员安全带来很高的威胁。而B柱作为车身侧面的重要结构，在侧面碰撞过程中，其不仅仅需要承载巨大的侧面冲击载荷，还需要支撑其他部件，如车门传递过来的力，门栏传递过来的力等等。此外，B柱的入侵量和入侵速度直接影响乘员的安全。因此，提高B柱的耐撞性对增加侧面碰撞的安全性具有重要的意义。 基于GB20071侧面碰撞法规，本文首先对某国产SUV建立了整车侧面碰撞有限元模型。随后研究了碰撞中的能量变化、侧面的变形、中央通道加速度、B柱的入侵量、B柱的入侵速度。根据C-NCAP的侧面碰撞评价体系，将B柱入侵量和入侵速度作为后文优化问题的约束，从而保证整车具有足够的耐撞性。本文使用连续变截面板(Tailor Rolled Blank，TRB)代替传统均匀厚度板实现B柱外板轻量化。将B柱外板分为五个区域，为了确定每个区域的最优厚度和位置，本文基于试验设计和RBF神经网络近似模型法对B柱外板进行了确定性优化设计。为了提高优化结果的稳健性和可靠性，本文对确定性优化结果进行6σ稳健性优化设计，最终得到B柱外板质量比初始质量降低了10.9％，入侵量降低了8.84％，入侵速度降低了15.4％，且优化的结果具有很高的稳健性和可靠性。 |
| 作者： | 刘菲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 钱立军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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