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原文传递 Finite Element Analysis and Optimization of Beaded,Tapered Crash Box

论文题名：	Finite Element Analysis and Optimization of Beaded,Tapered Crash Box
关键词：	吸能盒;低速碰撞;有限元分析;耐撞性能;近似模型
摘要：	汽车吸能盒设置在汽车的前端，是汽车最重要的吸能部件之一。在汽车低速碰撞过程中，它可以在其它部件变形前，通过自身的塑性变形吸收更多的碰撞动能，从而减少乘员的伤害以及汽车重要部件的损害。峰值碰撞力是影响乘员安全和车辆损伤程度的主要评价因素。本文的重点是选用含诱导槽的塔形吸能盒结构，通过优化降低其峰值碰撞力，并使整个碰撞过程中采集到的碰撞力曲线平滑过渡。塔形结构吸能盒具有结构简单，加工方便等优势，同时在碰撞冲击过程中，可以得到理想稳定的平均碰撞力，是比较理想的吸能盒结构。　　首先，本文研究不同截面吸能盒(圆形、八边形、正方形)的碰撞吸能特性，构建出不用截面和不同锥角的吸能盒碰撞仿真有限元模型。通过有限元仿真计算分析，得到峰值碰撞力、平均碰撞力、碰撞位移和碰撞吸能的相关数据；其次，为了更好的分析吸能盒碰撞力学性能，定义了三个参数，分别是比吸能(SEA，吸收内能和质量的比值)、碰撞力效率(CFE，平均碰撞力和峰值碰撞力的比值)和内能，通过三个参数来更好地评价吸能盒；最后，进一步的完善吸能盒结构，在吸能盒上设置了诱导槽，并且对诱导槽再做进一步的优化。　　本文优化塔形吸能盒结构，定义五个优化因素(吸能盒壁厚、锥角、诱导槽长度、诱导槽宽度、诱导槽深度)，以比吸能SEA大于计算出的参考数值和峰值碰撞力小于法规规定的数值为约束条件，以碰撞力效率CFE的最大化为优化目标，同时选用自适应响应面法建立近吸能盒碰撞系统的近似数学模型，采用拉丁超立方法进行DOE。建立并计算优化问题，通过优化采集到更平滑的碰撞力曲线。　　本文有限元模型的分析计算采用的是显式有限元求解器LS－DYNA，吸能盒结构优化采用具有导向结构的HyperStudy软件。
作者：	Sharad Chandra Manandhar
专业：	机械设计及理论
导师：	颜声远
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文