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原文传递汽车吸能盒抗撞性仿真优化研究

论文题名：	汽车吸能盒抗撞性仿真优化研究
关键词：	汽车吸能盒;抗撞性;仿真优化;有限元软件
摘要：	随着经济的高速发展，汽车逐渐成为现代人类社会必不可少的交通工具，然而，汽车在给人们带来方便快捷的同时可能也会给人们带来灾难，道路交通安全已经引起汽车生产界、学术界以及政府相关部门的高度重视，汽车的安全性也越来越受到消费者的关注。在汽车碰撞中，吸能盒通过自身结构压溃变形吸收能量，将碰撞时的动能转化为吸能盒自身结构的内能，并将碰撞力均匀地传递到两个前纵梁上，对保护车身和减轻乘员伤害等方面起着不可忽视的作用。因此，吸能盒吸能特性的优化分析对于提高车辆的被动安全性有重要的意义。　　本文在查阅国内外汽车被动安全性资料的基础上，对吸能盒低速耐撞性进行研究。为了提高计算效率，在模型处理中对整车有限元模型进行简化，将有限元子结构方法应用到吸能盒碰撞分析中，在此基础上提出了质心约束和子结构方法相结合的简化方案，并对建模流程中的关键技术进行研究改进，得到简化模型，同时采用台车刚体结构法建立简化模型，将两种简化模型进行碰撞分析，验证了简化模型的正确性，为后续吸能盒的模型简化研究提供了参考。　　在吸能盒结构优化中，使用有限元前处理软件HyperMesh及非线性有限元求解器LS-DYNA对吸能盒进行优化分析，通过对铝合金和碳钢薄壁管件的仿真分析，在前人研究的基础上提出吸能盒平均碰撞力的理论分析方法，对仿真分析结果进行验证，表明铝合金的吸能特性较好。通过对不同截面形状吸能盒的吸能特性进行优化仿真，综合对比各参数发现六边形结构更适用于吸能盒截面结构，之后运用非线性响应面优化方法对铝合金吸能盒的壁厚和截面边长进行分析，得到吸能盒最佳结构参数值。将优化后的吸能盒应用到简化车型中进行验证，表明多目标优化后的吸能盒结构具有较好地吸能特性，验证了该优化方案的可行性。　　本文提出的吸能盒子结构简化模型的方法能够在保证计算准确度的前提下提高计算效率。通过对吸能盒结构和材料的优化研究，提高了吸能盒的耐撞性，对汽车的轻量化设计和汽车低速碰撞中维修成本的降低都具有很大的影响意义，本文所用到的模型简化方法和优化方案对吸能盒的设计开发有重要的参考价值。
作者：	刘洪兰
专业：	车辆工程
导师：	胡宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海工程技术大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文