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原文传递客车侧翻安全性改进研究

论文题名：	客车侧翻安全性改进研究
关键词：	客运汽车;汽车侧翻;车身结构;安全性分析
摘要：	近年来，随着公路客运要求的不断增加，客运汽车的安全问题日益突出。在美国，1999至2003年间，客车交通事故平均每年会造成40人死亡、18430人受伤，其中侧翻、坠沟、坠河等占75％。在国外，关于客车侧翻碰撞安全性，学者们主要按照欧洲ECE R66法规要求进行客车车身上部结构强度分析，其研究工作开展得比较深入。在国内，大部分客车生产厂商对CAE技术的应用主要集中在客车强度刚度分析、客车模态分析和路面谱响应分析等，对客车碰撞安全性的研究还没有完全开展。通过对国内一些客车侧翻安全性工作的研究发现，其工作存在以下三个问题：⑴大多客车翻滚仿真仅利用能量守恒定理计算客车翻滚碰撞过程的初始角速度ω，而没考虑客车的转动惯量J，其得到的初始角速度值通常是不对的，导致仿真结果不正确。⑵很少采用壳单元进行大客车整体车身骨架建模，多采用梁单元或梁单元与壳单元的混合模型，与实际符合度不好，且网格不够细密，计算结果精度不高。⑶在进行客车结构改进时，主要对整梁加厚或增大截面面积，不利于结构的轻量化。　　本文针对现有客车侧翻安全性研究存在的问题，利用客车厂家提供的CAD模型，结合实车建立了客车的整车有限元模型(其车身骨架模型全部采用壳单元)。应用能量守恒定理并考虑客车的转动惯量计算出客车翻滚碰撞过程的初始角速度ω。利用LS DYNA软件模拟了侧翻时车身的动态响应，结果表明客车车身结构强度较小，车身侧围结构变形超过乘员生存空间。基于仿真分析结果，本文提出了四种改进方案，对侧围结构进行优化设计，对材料参数进行了改进与试验验证，有效地提高了侧翻碰撞安全性能，并使客车车身上部结构重量下降了16.2％。最终对改进方案计算结果进行分析，其都满足ECE R66法规的乘员生存空间的要求。
作者：	庞进军
专业：	车辆工程
导师：	曹立波;陆友林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文