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汽车低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究
| 论文题名： | 汽车低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究 |
| 关键词： | 汽车;吸能部件;抗撞性能;数值仿真 |
| 摘要： | 随着我国汽车工业的快速发展以及城市汽车保有量的迅速增加，汽车在各种交通状况下发生的碰撞事故也呈持续上升的趋势，其中低速碰撞是发生频率最高的交通事故之一。而汽车的吸能部件在低速碰撞过程中起着举足轻重的作用，因此，提高汽车低速碰撞时吸能部件的抗撞性能成为汽车行业的重要任务。 本文依托黑龙江省教育厅“汽车保险杠系统低速碰撞安全性研究”科研项目，在分析国内外汽车低速碰撞领域的研究现状基础上，结合国际现行汽车抗撞法规的特点，研究汽车在低速状态下发生碰撞时，汽车的不同吸能部件的抗撞性能以及对汽车维修成本的影响。 依据汽车正面和低速碰撞的特点，本文应用动态显式有限元仿真方法，对吸能部件完全重叠低速正碰进行数值模拟，通过试验方法与理论分析对其进行了验证。对比碳钢和铝合金材料吸能部件的抗撞性能，不同材料的吸能部件对于结构的峰值碰撞力和最大吸能量都有一定的影响。 通过对不同截面形状铝合金材料吸能部件的抗撞性能进行了研究，正方形截面形状吸能部件最佳。根据预变形理论对结构吸能特性的影响，采用设置诱导槽的方法对结构进行了优化设计，诱导槽的设置削弱了吸能部件的刚度，降低了结构的吸能能力；改变吸能部件壁厚，设计出了满足碰撞性能参数的汽车吸能部件。 根据汽车修理研究协会(RCAR)法规，对安装了碳钢和铝合金吸能部件的某轿车分别进行了40％偏置低速碰撞的数值仿真模拟，分析两种吸能部件的吸能特性，铝合金吸能部件具有显著的优势。将装有铝合金吸能部件的实车进行偏置碰撞试验，获得的实验数据，对仿真模拟结果进行了验证。 轿车保险杠系统中铝合金材料的应用，不仅减轻了汽车的质量，而且显著提高了保险杠系统的性能，为汽车的轻量化设计奠定了研究基础。 具有良好吸能部件的汽车，在发生低速碰撞时，可有效地提高其抗撞性能，避免与吸能部件连接的前纵梁等汽车主要部件受到损坏，减少维修费用，降低保险费率。 本研究为汽车吸能部件的设计提供了重要技术参考，丰富了汽车低速碰撞的内容，为汽车轻量化设计以及维修成本的减少做出了有益的贡献，并为解决实际工程中存在类似的安全性评估提供了参考依据。 |
| 作者： | 柳艳杰 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 李庆芬 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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