详情

原文传递冲压筋薄壁管轴向吸能特性研究

论文题名：	冲压筋薄壁管轴向吸能特性研究
关键词：	冲压筋;汽车设计;碰撞事故;车身结构;吸能装置;吸能结构;有限元方法;薄壁管件;轴向吸能
摘要：	安全、环保和节能是二十一世纪汽车设计研发所面临的三大热点问题，而如何提高车辆在碰撞事故中的耐撞性（Crashworthiness）又成为汽车被动安全性设计中的一项重要内容，车身结构抗撞性主要是研究车身吸能装置对碰撞能量的吸收特性。薄壁帽型截面管是一种常用的冲击吸能结构，在车身结构的抗撞性设计中具有重要应用价值。本文采用试验、理论分析和有限元模拟计算的方法，研究了空心冲压筋薄壁管件的轴向吸能特性。　　首先，本文介绍了汽车安全性研究的重要性，综述了耐撞性问题的国内外研究现状，总结了国内外对薄壁吸能结构耐撞性的研究成果，基于传统的薄壁吸能元件，讲述了冲压筋薄壁管的研究意义。　　随后，本文通过轴向准静态压缩试验，研究了空心单、双帽冲压筋薄壁管的轴向吸能特性。试验研究发现：冲压筋是帽型结构平均压溃力和吸能特性提高的主要影响因素；添加冲压筋后，帽型薄壁管的压溃力有所增加，单位质量结构的吸能效果得到提高，从而揭示了冲压筋薄壁管的吸能机理和规律。同时本文进行了引导槽和焊点焊点布局对冲压筋薄壁管变形模式和吸能特性影响的试验研究，研究发现：添加导引槽后，冲压筋薄壁管的初始变形得到改善，其压溃力变化不大，稳定性有一定的改善；焊点布局改变后，冲压筋薄壁管的变形更加规则，褶皱更明显。　　然后，对空心单、双帽冲压筋薄壁管件进行了轴向准静态压缩工况下的有限元数值模拟计算，计算结果与实验结果比较吻合。通过模拟计算，分析了不同冲压筋薄壁管的变形模式和吸能效果，针对试验和模拟中出现的空心冲压筋薄壁管失稳现象，本章进行了冲压筋薄壁管引导槽和焊点布局对薄壁结构吸能特性影响的有限元模拟，模拟结果与试验结果吻合较好。　　最后，在分析试验结果与模拟计算的基础上，采用超叠缩单元理论，建立了预报冲压筋薄壁管件轴向吸能特性的理论模型。该模型能够较准确地预测冲压筋薄壁吸能管在轴向准静态压缩工况下的平均压溃力和变形模式。　　本文的设计思想和理论分析对车身耐撞性设计和其他领域的冲击吸能结构设计有着重要的指导意义。
作者：	宫保贵
专业：	车辆工程
导师：	王国权;王青春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京信息科技大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文