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原文传递轿车前部低速碰撞的耐撞性研究

论文题名：	轿车前部低速碰撞的耐撞性研究
关键词：	低速碰撞;仿真分析;吸能盒;保险杠;轿车安全性
摘要：	低速碰撞一般是指速度低于15km/h的障碍碰撞事故。低速碰撞的事故中很少引起乘员的伤亡，但车辆的相关部件会受到破坏，需要更换或维修，这给消费者和保险公司造成了很大的经济损失。目前世界上许多国家都制定了低速碰撞评价标准，保险公司根据车辆低速碰撞的成绩来评价车辆保险等级，进而影响消费者的购买意向。因此，提高车辆的低速碰撞的安全性能，减少车辆维修费用有重要的社会经济意义。　　本文旨在研究各国低速碰撞法规的国家标准和保险公司行业标准的差别，并且探讨将优化方法应用到汽车部件的设计中。为了研究轿车的低速碰撞安全性能，本文首先建立并验证了某款轿车的整车有限元模型，并且详细介绍了美国保险杠(FMVSS part581)标准、我国汽车前、后端保护装置评价标准GB17354-1998和汽车修理研究协会(RCAR)和IIHS-Test的法规和试验程序，根据前三个法规的要求考察这款轿车的低速碰撞性能。比较了摆捶碰撞高度对保险杠的影响，低速碰撞的能量和碰撞中损坏的部件以及高速碰撞与低速碰撞设计目的的不同，并就提高车辆的低速碰撞性能提出了一些建议。　　本文又验证了一个台车正面碰撞的有限元模型，按照RCAR的试验要求建立台车模型的低速碰撞模型。采用正交试验设计方法采取样本点，在这些样本点的基础上构建Kriging代理模型，以碰撞时吸能盒吸收的最大能量、吸能盒的截面力峰值为优化目标，对吸能盒的开口大小、吸能盒的厚度、诱导槽的宽度和深度进行优化。　　通过对以上研究得出的结果和结论有：摆捶试验中摆捶碰撞的速度和能量较低，车辆的前保蒙皮和保险杠吸收了主要的能量，不会对车辆的其它部件造成损坏。摆捶碰撞时保险杠吸收摆捶动能转化为弹性势能碰撞能量，因此需要增加保险杠的纵向宽度和横向宽度来提高车辆低速碰撞性能。在RCAR试验中，吸能盒是最主要的吸能部件，可以通过优化吸能盒的结构尺寸来来提高其低速碰撞性能，保护车辆的其它主要部件在事故中不受损坏或只有轻微的损坏，节约车辆的维修成本。通过比较碰撞法规，摆捶试验对车辆的低速碰撞性能要求较低，RCAR和IIHS对车辆的要求较高，并且与现实中的低速碰撞状况相近。目前我国保险协会还没有没有制定符合我国国情的低速碰撞试验标准，因此需要根据RCAR和IIHS的试验规定制定符合我国车辆和道路情况的低速碰撞试验标准。优化部件时使用代理模型可以节约大量的时间和费用。
作者：	孙晓强
专业：	车辆工程
导师：	杨济匡
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