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整车100％正面碰撞及其耐撞性优化分析
| 论文题名： | 整车100％正面碰撞及其耐撞性优化分析 |
| 关键词： | 整车100%正面碰撞;耐撞性;近似模型;多目标优化;有限元 |
| 摘要： | 随着人们生活水平的提高，汽车数量也在不断增加，人们对汽车的安全性要求也越来越高。耐撞性作为汽车安全性重要指标之一，一直以来都是一热点的研究课题。本文对汽车100％正面碰撞开展研究，针对其耐撞性进行了优化设计，最终提高了其碰撞安全性能。具体内容如下: (1)通过查阅文献，在深入理解碰撞理论的基础上，掌握对汽车耐撞性的研究内容及方法，最终确定了以近似模型代替复杂的整车有限元模型进行优化分析的思路。 (2)在有限元前处理软件ANSA中搭建整车有限元模型，该模型主要包括了白车身、四门两盖、动力总成、前后保、座椅内饰等部分，并且基于法规设定边界条件，建立了整车100％正面碰撞有限元模型，运用显式动力分析软件LS-DYNA进行仿真计算并得到了碰撞结果。 (3)通过分析结果，首先验证模型的可信性，主要包括整车能量变化，质量变化和仿真与实车碰撞的变形对比。其次对整车关键部件的变形、B柱的速度和加速度、前部构件的吸能量分布、截面力以及乘员舱的侵入量进行了分析，并与法规标准进行了对比。 (4)依据最大吸能量的原则，选取了防撞梁、吸能盒、前纵梁和副车架上纵梁在内的11个零件厚度作为设计变量，通过最优拉丁超立方试验设计采样，构造了以B柱峰值加速度和前围板的最大侵入量为优化目标的径向基函数近似模型。利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化求解，获得了一组非劣解集，最终降低了B柱的峰值加速度和前围板的最大侵入量，提高了整车的耐撞性。 (5)本文针对前保险杠的材料以及结构尺寸进行了优化分析。利用铝合金6101替换原有模型中的低碳钢材料，并且对铝合金材料下的防撞梁和吸能盒进行了厚度匹配。最终，对替换后的整车模型进行了仿真验证，结果表明整车的耐撞性能得到了改进。 本文针对整车100％正面碰撞进行耐撞性优化分析，提高了整车的耐撞性，结果表明以上方法对这种工况下的耐撞性设计具有一定的工程意义，也为其他相关的碰撞工况的整车耐撞性优化设计提供一种指导。 |
| 作者： | 赵彦超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2018 |
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