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考虑冲压成型的精细碰撞仿真及在安全性设计中的应用研究
| 论文题名： | 考虑冲压成型的精细碰撞仿真及在安全性设计中的应用研究 |
| 关键词： | 汽车工业;冲压成型效应;碰撞仿真;安全性设计;有限元分析;响应面法;多目标优化 |
| 摘要： | 通过详细的文献阅读和整理，本文总结了将冲压成型效应引入碰撞仿真的国内外研究现状，系统的阐述和讨论了汽车结构件的冲压成型和碰撞的有限元理论，并从理论上解释了冲压效应是如何对碰撞响应产生影响的。研究了将冲压效应引入碰撞仿真的关键技术，特别对所使用的网格信息映射方法进行了详尽的描述。 基于合理的理论模型，本文以帽型梁总成为例采用分离变量的方法研究了冲压成型效应对于碰撞仿真响应的影响。这种方法的具体流程是：先对帽型梁进行冲压成型仿真，然后采用网格信息映射的方法分别将冲压成型引起的板料厚度改变、等效塑性应变以及延伸率变化引入到用于碰撞分析的帽型梁(网格与冲压成型帽型梁模型网格不同)总成上，最后，对含有冲压信息的帽型梁进行碰撞仿真，研究这些因素对于碰撞中溃缩模式、能量吸收和碰撞力的影响规律。研究结果表明：1)考虑冲压成型效应的帽型梁总成的碰撞响应与未考虑冲压成型效应的情况有明显不同；2)不同的冲压加载效应也会显著的影响碰撞响应；3)有效塑形应变的引入会使梁的刚度增强，而经过冲压后梁厚度的分布不均会则导致刚度降低。 在得到了冲压成型效应会显著的影响碰撞响应这个结论以后，基于响应面代理模型和NSGA-Ⅱ多目标遗传算法，本文提出了一种通过优化冲压工艺参数(压边力和润滑系数)将冲压效应加以利用的流程和方法。最后用这种方法对某款轿车的前纵梁总成进行了研究，以前纵梁的冲压和碰撞综合性能最优为目标对的冲压工艺加以优化。从仿真结果来看，前纵梁的冲压及碰撞性能都有了一定程度的提高。 本文的研究为汽车主要吸能件的设计提供了新的思路，对进一步提高汽车的被动安全性能具有指导和借鉴意义，具有一定的工程实用价值。 |
| 作者： | 赵国锋 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张维刚;藤瑞品 |
| 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 |
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