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基于新法规的顶压强度仿真分析与车身结构改进
| 论文题名： | 基于新法规的顶压强度仿真分析与车身结构改进 |
| 关键词： | 微型面包车;车顶结构;抗压强度;顶压法规;车身结构 |
| 摘要： | 汽车发生翻滚事故时，车顶结构受到冲击载荷的作用产生压溃变形，若车顶结构强度不足，就会造成乘员头部、颈部受到伤害，因此，车顶结构的耐撞性能受到人们的重视。针对微型面包车的车顶安全性能，工信部联产业【2014】453号文要求顶压承受载荷必须达到其整备质量的3倍，该法规要求载荷值在GB26134-2010的基础上提高了1倍。本文基于新的顶压法规要求，以某款微型面包车为研究对象，采用有限元方法对车顶抗压强度进行深入研究。 针对顶部抗压仿真精度较差，不能有效指导车型的设计开发问题，本文对影响仿真精度的各因素进行了详细分析。首先，基于等效原理建立风挡玻璃的数值模型，通过设置失效应变模拟风挡玻璃的破裂失效行为，实现了顶压过程中车顶变形模式的准确模拟。其次，探索了模拟加载速度对顶压仿真精度的影响，依据车顶结构的最低阶模态频率计算得到合适的顶压仿真加载速度，综合考虑仿真精度与计算效率，确定加载速度为1473.9 mm/s。通过与试验结果进行对比分析，改善后的仿真模型可以更加准确的反映车顶受力情况，仿真误差在5％以内。 基于高精度的仿真模型，仿真分析了该车型车顶的抗压能力，结果显示抗压性能不满足新法规要求。首先通过传力路径分析确定车顶压溃变形中起到主要承载作用的结构部件，然后对其进行结构改进设计，重点对B立柱加强件结构形式进行分析讨论并确立了该结构的设计原则，改进后的车顶抗压性能满足新法规要求，但车身重量增加了7.85 kg；在保证顶压性能满足要求的情况下，对关键受力部件应用高强度钢同时减薄料厚的轻量化设计，使车身仅增重3.16 kg。最后，对优化方案进行了车身基础性能的验证分析以及车顶抗压强度的试验验证，验证结果均满足性能要求。结果表明该仿真分析方法以及结构设计思路可以为同类车型的设计开发提供指导，具有很好的工程实际应用性。 |
| 作者： | 李健 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李落星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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