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原文传递汽车安全带固定点仿真精度研究

论文题名：	汽车安全带固定点仿真精度研究
关键词：	汽车座椅;安全带固定点;仿真精度;显式计算
摘要：	在当今的汽车安全领域，座椅安全带系统依然发挥着举足轻重的作用。保证安全带系统有足够的强度是非常必要的。我国汽车安全带固定点强度法规所规定的试验过程是一种准静态、强非线性问题，往往伴随着大变形甚至是材料或焊点失效。传统的有限元模型不能很好的模拟这一过程，仿真受人为因素影响大，与实车试验结果差别大，稳定性不高。如何提高仿真精确度和稳定性，同时降低建模难度和人为因素影响，是本文的研究重点。　　本文首先介绍了汽车座椅安全带固定点强度的研究背景和意义，介绍了本仿真所采用的显式计算方法的计算原理，从而揭示出显式计算方法在分析准静态过程时可能存在的缺陷。然后通过对比不同单元类型的单元理论及实际应用，选择更加准确的完全积分格式单元；研究了不同加载函数和加载时间下仿真过程中的动态效应，使用正弦加载函数，加载时间为结构最小周期7倍，将仿真模型动态效应控制在较小范围内，符合准静态情况的要求；通过分析焊点实际受力状态和失效模式，结合焊点失效试验，采用更加准确的实体焊点及失效模拟方式；提出一种全新的可失效固连(Tied-Break)螺栓模拟方式，较为简单准确的模拟了螺栓联结的特性。多次试验验证表明，经过改进的仿真模型精度能够达到90％，且能准确预测焊点和螺栓失效。在此基础上，本文运用优化算法对某车型D柱安全带固定点局部结构进行轻量化，在保证结构强度的同时，部件重量减轻了14.97％，降低了整车成本。　　论文进行大量的理论研究和实车试验验证，结果表明，文中所述的仿真方法，能够极大的改善汽车安全带固定点仿真的精确度和稳定性。同时本文的思路也为解决准静态、强非线性这一有限元仿真中的难点问题，提供了有益的参考。
作者：	曹奇
专业：	车辆工程
导师：	成艾国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文