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基于低速碰撞和行人腿部保护的前保险杠系统研究
| 论文题名： | 基于低速碰撞和行人腿部保护的前保险杠系统研究 |
| 关键词： | 汽车前保险杠;碰撞性能;行人腿部保护;正交设计;响应面法;结构优化 |
| 摘要： | 汽车前保险杠系统是吸收和缓和外界冲击力、防护车身前部的安全装置。在低速碰撞下，保险杠系统能降低碰撞对于汽车车体的破坏，起到对汽车和乘员的保护作用。随着国内外行人保护要求的不断提高，车辆的造型将越来越趋向于加强行人保护的功能。在行人与汽车相撞时，位于汽车前端的保险杠系统将直接与行人腿部发生接触，造成行人腿部的损伤，因此行人腿部保护也必须作为评价汽车前保险杠系统安全性能的一个重要指标。近年来，低速碰撞和行人腿部保护两方面的研究先后融入保险杠系统的开发设计流程。鉴于此，综合考虑满足低速碰撞性能和具有行人腿部保护功能来设计保险杠系统，对于汽车的结构优化和提高碰撞安全性具有一定的指导意义。 本文首先按照国家标准GB17354-1998《汽车前、后端保护装置》的要求，建立某款汽车的低速碰撞的有限元模型，分别进行对中和角度的低速碰撞分析，根据保险杠失效准则，评价了上述两种工况下的碰撞特性，研究了缓冲材料密度、缓冲材料厚度、横梁材料以及横梁厚度对耐撞性的影响。 在此基础上，根据Euro-NCAP法规的要求，对该款汽车展开行人腿部撞击保险杠的模拟分析，阐述了保险杠系统的主要参数对行人腿部保护的影响。分析的结果表明，满足汽车低速碰撞特性要求的汽车保险杠系统，用于行人腿部分析时却不能满足行人法规中腿部伤害的限制要求。 为此，本文以仿真结果为依据提出了改进方向，综合考虑低速碰撞和行人保护两方面性能要求，对保险杠系统进行联合优化设计，分析保险杠参数对低速碰撞特性以及行人腿部损伤的影响趋势，从而获得同时满足汽车低速碰撞特性以及行人腿部保护要求的保险杠系统参数的优化组合。然后在各个参数的取值范围内应用响应面法优化保险杠系统的综合性能，并得到全局范围内的最优化参数组合。根据最终的验证结果，采用正交设计和响应面法选出保险杠系统最优化参数组合后，行人腿部保护性能得到提高，并且满足了耐撞性要求，由此证明这两种方法的可行性，为保险杠的设计开发提供了理论依据和参考。 |
| 作者： | 许莹莹 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 龙述尧 |
| 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 |
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