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汽车后下部防护装置试验台的研究
| 论文题名： | 汽车后下部防护装置试验台的研究 |
| 关键词： | 汽车后下部防护装置;单目视觉;位姿测量;有限元分析 |
| 摘要： | 随着我国经济实力和人民生活水平的不断提升，汽车行业发展至今也取得了长足进步。近些年，新能源汽车的高速发展更是推动了汽车行业更上一层。但在汽车保有量迅猛增加的同时，交通安全和环境污染等相关问题也愈发严重。在众多类型的交通事故中，追尾事故占到全部交通事故的近40%，其中小轿车追尾大型载货汽车的钻入事故可以说是造成人身伤害和财产损失最为严重的一种。因此，目前国家对于汽车被动安全性的要求也更加严格，我国颁布的国家标准GB11567-2017更是对相关类型车辆的后下部防护装置制定了强制性的技术要求和相应的试验程序，以确保其具备足够的阻挡保护作用。然而，目前用来检验防护装置可靠性的试验台等设备依然属于非标准检测仪器，部分试验设备操作不便、自动化水平不高。因此，防护装置试验台的研究工作是必要的需求，对提高汽车被动安全性，减少交通事故所造成的人员伤亡和经济损失具有重要意义。 本文首先通过对国内外相关国家标准中的技术内容进行分析总结，确定了防护装置试验台的设计要求，主要包括加载构件的尺寸、试验载荷的大小、变形量的测量范围以及加载头移动范围等参数。根据设计要求制定出后下部防护装置试验台的整体设计方案，整个试验台主要包括机械系统、液压伺服控制系统和加载点视觉定位系统。利用SolidWorks软件对试验台的整体结构进行了三维设计，根据试验需求对液压伺服控制系统中的主要零部件进行计算设计。 对于加载点视觉定位系统，先利用张氏标定法对所选工业相机进行了相机标定试验，获取相机内外矩阵等参数，并计算出相机的平均重投影误差为0.055像素，说明标定过程所获得的的各项参数能够准确的反映相机的成像过程的投影关系。针对试验过程中对防护装置不同位置加载点进行加载的需求，提出了一种利用单目视觉进行加载点定位的实现方案，利用图像信息求解出后下部防护装置和相机（加载头）之间的相对位置关系，进而引导机械液压系统中的加载头对不同位置加载点进行加载程序，并通过相应的试验验证了系统设计的合理性和精度可靠性。 最后，采用HyperMesh软件联合ANSYSWorkbench软件对试验台的核心受力部件施压滑台机构以及反力横梁机构进行了有限元分析，在设定加载位置为国家标准中允许的最大离地高度和最大加载载荷的工况下，各零部件的最大等效应力等校核参数均在安全范围内，证明了试验台整体结构的静应力强度满足试验要求。 |
| 作者： | 苗晓峰 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈熔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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