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原文传递汽车保险杠防撞梁虚拟试验实现

论文题名：	汽车保险杠防撞梁虚拟试验实现
关键词：	汽车保险杠;防撞梁;安全性;虚拟碰撞试验;单片钢板弹簧;横梁刚度
摘要：	汽车工业是国民经济的支柱产业。随着我国汽车工业的快速发展，汽车的产量和保有量逐年增加。汽车的普及给人们的生活和生产带来极大便利，但也引起能源危机、环境污染和交通安全等重大问题。节能、环保和安全已经成为汽车行业的三个重要课题，其中汽车安全性越来越受到人们的关注。进行汽车安全课题的研究，提高汽车碰撞安全性具有较强的现实意义。　　本文以某汽车保险杠防撞梁为研究对象，以提高防撞梁吸能和经济性为目标，开展了一系列虚拟试验研究。将平直梁和曲线梁简化成简支梁模型和单片钢板弹簧模型，运用弯曲变形理论进行横梁刚度理论分析，结果表明平直梁刚度正比于材料弹性模量和惯性矩，反比于跨度;材料及结构参数相同时，曲线梁的刚度比平直梁大，且抗弯曲变形能力更强。　　通过对防撞梁进行40％偏置的静压试验和基于有限元仿真，根据横梁与吸能盒的变形特点，提出了防撞梁的横梁弹性变形、吸能盒塑性变形和横梁塑性变形三阶段合理变形模式，依据变形与刚度关系提出了保险杠防撞梁刚度匹配模式。将该模式用于某防撞梁样件，对虚拟静压试验的变形不够合理进行了部分优化，增大横梁厚度到2.0mm，降低吸能盒材料的屈服强度到500MPa，部分优化后防撞梁总吸能更多，达到吸能充分的要求。通过调整横梁与吸能盒的刚度，使防撞梁实现了合理的变形模式。　　将GB17354-1998标准中规定的试验在仿真环境中得以实现，对某新防撞铝梁进行了虚拟试验。结果表明:在车体固定条件下，防撞梁变形程度更大，为准确模拟实际试验中的车辆滑移，车体的边界条件应设为不固定;路面条件对防撞梁耐撞性计算结果有影响，地面摩擦系数增大，计算的防撞梁吸能量增加。为探讨防撞梁结构参数的影响，编制了虚拟碰撞试验矩阵。虚拟试验表明:矩阵中横梁与吸能盒屈服强度的组合为250/130MPa时防撞梁各部分变形最佳。　　为降低ANSYS软件的使用门坎，实现统一界面的参数修改和调用，运用APDL语言和GUI图形用户界面，基于MATLAB与ANSYS无缝连接技术，设计开发了针对GB17354-1998标准的保险杠虚拟碰撞试验专用分析程序，实现MATLAB对ANSYS的参数化调用和分析。
作者：	夏磊
专业：	车辆工程
导师：	陈昆山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文