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夹芯管车门防撞梁可靠性优化设计
| 论文题名： | 夹芯管车门防撞梁可靠性优化设计 |
| 关键词： | 汽车车门;防撞梁;可靠性设计;夹芯管结构 |
| 摘要： | 汽车的侧面柱碰撞是一种常见的交通事故形式。在侧面柱碰撞中，由于柱状物的刚度较高、受撞击的面积较小，且受碰撞区域结构较为薄弱、吸能缓冲空间较小，导致乘员的伤亡率较高。然而在目前国内外关于碰撞事故的研究中，对侧面柱碰撞的研究较少。因此，提升侧面柱碰撞工况下车身结构的耐撞性能，不仅具有重要的现实意义，也具有一定难度。 针对以上问题，本文以车门总成中重要防护件车门防撞梁为研究对象，以一种新颖的聚合物泡沫填充夹芯管结构改进车门防撞梁设计，并用系统方法优化夹芯管车门防撞梁的结构参数。本文的主要研究内容如下: 建立并验证了聚合物泡沫填充夹芯管结构在动态三点弯曲工况下的有限元模型。基于仿真结果分析，发现夹芯管的外管厚度、内管外径以及内管厚度为影响夹芯管弯曲性能的重要结构参数。 根据欧洲新车评价体系(European New Car Assessment Program，Euro-NCAP)侧面柱碰撞试验工况标准（2009年版），建立了整车有限元模型，并运用实车试验结果证明了有限元模型的有效性。从车门内板对应假人骨盆位置的侵入量、车门所受平均碰撞力以及质量3个方面，对比了单层圆管原结构与初选的夹芯管结构两种设计方案的耐撞性能，初步证明了夹芯管车门防撞梁的可行性及优越性。 为了进一步提升夹芯管车门防撞梁设计在侧面柱碰撞下的耐撞性能，本文对夹芯管结构参数进行了优化设计。在优化过程中，利用粒子群优化(Particle Swarm Optimization，PSO)算法优化克里金(Kriging，KRG)模型的超参数，保证超参数在任何初始条件下都能获得最优值，从而提模型的预测精度。并证明，相比与原始KRG模型，经PSO算法优化的KRG模型能提供更准确的预测响应值。 优化结果表明，相比于单管原设计，夹芯管可靠性优化设计使得车门防撞梁的质量减少了13.944％，在侧面柱碰撞下的碰撞安全性能和可靠性也都得到了提高，在工程实际应用中具有重要的参考价值。 |
| 作者： | 李傲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谷先广 |
| 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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