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原文传递 FSAE赛车碰撞安全性研究

论文题名：	FSAE赛车碰撞安全性研究
关键词：	FSAE赛车;碰撞安全性;有限元模型;数值模拟
摘要：	近年来，随着 FSAE赛事在全球范围内的迅速发展，各式赛车动力性能也不断得到提升。同时，在较为开放的比赛规则下，赛车的碰撞安全性能也开始日益受到人们的关注。相关资料显示，前碰和翻滚是赛车比赛中发生概率最高的两种碰撞事故形态。而目前专门针对FSAE赛车碰撞安全性的研究还十分匮乏。　　本文旨在利用汽车碰撞有限元方法，在对蜂窝铝异面抗撞特性模拟方法研究的基础上，对FSAE赛车碰撞中车身主要结构的关键设计变量和动态响应进行研究，用以指导赛车满足耐撞性和轻量化的结构安全优化和法规研究。　　首先，对基于蜂窝铝材料异面抗撞特性的赛车前端缓冲吸能结构进行数值模拟方法的研究，并结合台车试验验证结果，建立起赛车前碰有限元模型。　　然后，进一步分析赛车前碰过程中，前端缓冲吸能结构的重要作用。在给定标准蜂窝铝吸能块的条件下，对吸能块安装边距位置进行参数化研究。　　再次，结合响应面近似模型和多目标优化方法，对某款已初步确定前端车架尺寸参数的赛车前端吸能结构进行了兼顾轻量化和耐撞性能的多目标结构优化设计。　　最后，以湖南大学某款赛车车架为研究对象。针对赛车翻滚事故形式，在车架静力学刚强度分析的基础上，进行准静态顶盖抗压有限元仿真分析。　　研究结果表明：采用BT壳单元，并且匹配空气阻尼影响，可以建立起精度较好的蜂窝铝吸能块有限元模型。且当赛车标准吸能块的安装位置边距不大于35mm时，前端结构车架中可以不添加斜撑；反之，则必须添加斜撑。通过优化前端吸能结构，使前碰侵入量减少了4.38％，且比吸能提升了8.91%。
作者：	彭徐来
专业：	机械工程
导师：	李凡;赵从菊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文