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原文传递车身结构正面碰撞的动力学分析

论文题名：	车身结构正面碰撞的动力学分析
关键词：	正面碰撞;金属薄壁梁;泡沫铝;数值模拟;车身结构
摘要：	汽车作为现代化交通工具越来越多的出现在人们生活中，给人们的生活、出行带来极大的便利。但是，不容忽视的是，随着汽车保有量的增加，交通事故带来的损失也是巨大的，给人们的身心带来极大的伤害。车辆的安全性成为人们购车的重要考虑因素。如何提高汽车抗撞击性成为人们关注的焦点。　　大量研究资料显示，汽车正面碰撞在所有交通事故中占有极大的比例，而作为最重要的吸能结构的汽车前纵梁可以吸收高达30％-50％的碰撞动能，这些动能完全转换为前纵梁的变形能。吸能装置的优良与否取决于结构能否将动能最大化的转换为自身的变形能。目前，在车身吸能结构中应用最广泛的是薄壁金属结构。　　在现有研究的基础上，本文首先运用LS—DYNA对车身碰撞进行动力学模拟分析，与实验数据作比较，取得了较好的效果，得到的吸能曲线、速度变化曲线和加速度变化曲线与实验数据有着较高的吻合度;前纵梁的吸能情况也比较符合实验结果，这验证了前纵梁是车身正面碰撞发生时的主要吸能部件　　在车身整体分析基础上，针对前纵梁这一重要吸能结构，文章围绕如何提高前纵梁的吸能特性进行深入研究。在该部分首先研究了不同截面形式、不同厚度对前纵梁吸能特性的影响，得到的结论是:越接近圆形截面，吸能特性越好;厚度是吸能特性的敏感因素，越厚吸能越好。该部分对泡沫铝填充材料的应用也进行了抗冲击模拟分析，发现泡沫铝材料可以很好的提高前纵梁的吸能特性，可以提高18.4％-58.3％，而且密度大的泡沫铝的效果更好。本部分针对方形前纵梁添加约束板进行研究，得到了添加约束版的最佳位置与最佳数目，改进后结构的吸能提高了约13.23％。最后，设计了一款结合泡沫铝填充材料的套管装置，也取得了较好的分析结果。　　最后，以比吸能为标准，对每种模拟方案进行比较，发现使用泡沫铝材料和添加约束形式是最符合现代汽车设计理念的。本文的研究成果对以后的薄壁构件吸能特性的改进具有一定的借鉴意义。
作者：	赵应
专业：	固体力学
导师：	王应军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文