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基于简化模型的车身侧面耐撞性分析与优化
| 论文题名： | 基于简化模型的车身侧面耐撞性分析与优化 |
| 关键词： | 车身侧面碰撞;简化模型;侧围子结构;梁单元;耐撞性;优化设计 |
| 摘要： | 随着我国汽车保有量不断攀升，交通安全形势变得更加严峻，从近年我国交通事故统计数据来看，侧面碰撞事故造成的死伤率仅次于正面碰撞，主要原因在于车身侧围主要承载部件刚度相对薄弱，吸能件少，因而在遭受撞击时，车内乘员损伤情况往往比其他形式的事故更严重。如何进一步提高车身侧面耐撞性是车身安全开发的重点和难点。 本文提出采用车身简化模型来实现侧面耐撞性的改进，在保证一定精度前提下，简化模型可以方便快捷地修改原有设计并完成计算。本文列举了目前国内外正在研究的几种车身简化模型，通过阐述各个模型的优势与不足选出了两种简化程度不同的模型来进行后续的分析研究。两种简化模型均以整车精细有限元模型为基础，先对整车模型进行侧面碰撞试验，条件设置依据法规要求进行，通过与实车试验结果对比，验证了整车模型的可靠性，可以将其作为简化模型的建模基础。本文建立的第一类简化模型为侧围子结构模型，模型的各部分均源自整车，通过省略整车侧面碰撞过程中不直接参与变形与吸能，或只发生刚性横向位移的构件得到，在利用简化模型进行优化设计前，对加载的边界条件进行了稳健性验证，在此基础上，利用高强钢热成型法对B柱加强板进行刚度梯度优化，以此来加强侧围的安全性能。第二类简化模型是一种新型的梁壳混合单元模型，通过在子结构有限元模型基础上的进一步简化，文中介绍了建模流程及关键技术，通过进行与整车同等条件下的侧面碰撞试验，验证了模型的近似程度，并分析了模型误差产生原因。最后探讨了利用梁壳简化模型进行侧面耐撞性优化的流程，并将优化结果用于整车侧面碰撞分析，以检验优化效果。 研究结果表明:子结构简化模型在大幅简化整车结构后仍保留了关键承载受力结构，因此该法能很好地平衡计算效率和计算精度之间的矛盾，是一种简单实用的设计方法。梁壳简化模型本身精度不算高，但计算迅捷，修改方便，可以满足车身概念设计阶段的需求。 |
| 作者： | 漆维 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张维刚 |
| 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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