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钢铝混合结构前纵梁耐撞性仿真研究
| 论文题名： | 钢铝混合结构前纵梁耐撞性仿真研究 |
| 关键词： | 正面碰撞;前纵梁;耐撞性仿真;钢铝混合结构;汽车工业 |
| 摘要： | 近几年，随着汽车的保有量日渐增长，城市道路交通拥堵，停车难等问题日益突出。微型车以其低价格、小排量等特点逐渐成为畅销的交通工具，但是小排量汽车前部吸能空间较小，相对于其他轿车来说，微型车的被动安全性普遍偏差。因此，如何提高微型车的耐撞性研究成为值得关心和研究的问题。 本文前纵梁采用钢铝混合的结构，期望能融合铝合金与高强度钢的特性，尽量使前纵梁前段发生压溃变形，而后端采用高强度钢板尽量使其不发生折弯变形，以达到提高耐撞性的目的。本文以通过公开渠道获得的yaris汽车有限元模型为研究对象，根据我国C-NCAP的100％正面碰撞工况建立有限元模型，以此模型为研究的基础模型，得到碰撞时的加速度峰值及防火墙最大侵入量。建立对应的简化模型，分别研究不同材料、厚度的单一高强度钢材与铝材对整车正面碰撞的耐撞性的影响，并对比两种材料的前纵梁的吸能性及后端碰撞力峰值。虽然采用优质材料能减小防火墙的侵入量，但是其是以提高碰撞力峰值为代价的，前纵梁变形模式并未有大的改变，针对这种情况，本文提出了将前纵梁的前段改为铝合金材料，并对简化模型进行正面碰撞耐撞性分析。最后，本文将钢铝混合结构前纵梁应用到整车中，并通过RBF近似模型方法对整车前部结构进行材料及板厚的组合优化。 研究结果表明:钢铝混合结构前纵梁能有效地增加前纵梁的耐撞性，相比于基础模型防火墙侵入量减小10％，左侧加速度减小4.1％，右侧加速度减小9.05％，该结构不仅增加了吸能量，还能降低碰撞力峰值，解决了单一材料以牺牲碰撞力峰值来提高吸能的缺点，对以后车身结构的发展具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 关晓洁 |
| 专业： | 工业工程 |
| 导师： | 张维刚;赵亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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