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原文传递汽车前门防撞梁结构优化设计

论文题名：	汽车前门防撞梁结构优化设计
关键词：	汽车车门;防撞梁;结构优化设计
摘要：	随着我国汽车工业的发展以及汽车保有量的增加，汽车在各种交通状况下发生的碰撞事故也呈上升趋势。其中侧面碰撞是发生频率最高的交通事故之一，也是造成人员伤亡最多的交通事故形态之一。汽车侧面是车门，强度较为薄弱。因此对车门内部的防撞梁进行优化设计，提高车门刚度，进而提高汽车侧面碰撞安全性，对提高乘员的安全防护和改善道路交通安全有着非常重要的意义。基于此，本文采用有限元仿真的方法，对汽车前门防撞梁进行优化设计。并将优化后的防撞梁导入车门模型进行验证。首先根据美国联邦机动车安全法规侧门强度试验(FMVSS214)要求，建立简化的车门防撞梁与刚性柱碰撞模型。在保证防撞梁总质量恒定的情况下，改变其截面形状来提高梁的耐碰撞性能。提出了方形、U形和双U形三种截面形状，通过改变梁壁倾斜角度、帽沿长度及帽沿形状等方法对其进行结构优化。比较防撞梁耐碰撞性能评价参数(152mm纵向位移时吸收的能量及撞击力峰值)，得出上述截面形状防撞梁中的最优结构。建立汽车前门与刚性柱碰撞有限元模型。在车门模型外侧增加了一个刚性框架系统，在简化模型的同时又可以很好的拟合实际情况中车辆整体与刚性柱发生的侧面碰撞，为车门侧面碰撞的模型简化提供了一种新的思路。计算求解后对车门模型进行耐撞性分析，将优化后的防撞梁导入车门模型，与安装原防撞梁车门进行比较分析，发现优化后防撞梁较原防撞梁耐撞性能有不同程度提高，且优化后的防撞梁之间耐碰撞性能对比结果与简化模型分析结果二致，从而验证了优化方案及简化模型的合理性和可靠性。对汽车前门防撞梁进行截面优化设计，在一定范围内得到一种最优结构防撞梁，提高了汽车前门乃至整车侧面的耐碰撞性能。此外得到的最优截面形状具有通用性，可广泛应用于各种车型的车门防撞梁。
作者：	王东保
专业：	机械制造及其自动化
导师：	王辉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文