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原文传递汽车保险杠碰撞仿真研究

论文题名：	汽车保险杠碰撞仿真研究
关键词：	汽车;保险杠;碰撞特性;有限元计算;仿真分析
摘要：	统计数据显示，由汽车交通事故造成的人员死亡占各类事故死亡人数的首位。汽车碰撞安全问题在当今社会已经越来越受到人们的关注，而在汽车碰撞过程中，发生几率最高的是汽车前部的碰撞，首先涉及到前部保险杠的碰撞，因此，研究汽车保险杠的碰撞特性和碰撞过程中的吸能特性，对于提高汽车的碰撞安全性具有重要的意义。本文根据某型汽车保险杠系统的尺寸，利用CATIA软件曲面造型功能。建立了保险杠系统和摆锤的三维实体模型。通过Hypermesh软件对模型进行了网格划分。并选用ANSYS/LS—DYNA软件作为摆锤碰撞试验仿真的工具，对仿真建模的主要影响因素进行了分析，提出了这些因素的具体取值方法。利用ANSYS/LS—DYNA软件的前后处理器和求解器对保险杠碰撞进行了有限元模型定义并求解。对保险杠系统在模拟碰撞试验中的动态响应进行了分析，评价了该保险杠系统的耐撞性能。总结保险杠系统在受摆锤撞击后的位移、应力、变形的变化规律，其结论符合动力学的相关理论，说明本文中所建立的碰撞有限元模型和仿真结果真实可靠。提出了保险杠的结构优化方法，并依据所提出的方法对保险杠进行结构优化，提高了保险杠的耐撞性。本论文主要从以下几方面进行论述研究的： 1、分析了国内外关于保险杠碰撞现状和试验方法、汽车被动安全的研究方法、取得的最新成果及发展动态； 2、论述了显式非线性有限元理论的主要方程和算法； 3、建立了保险杠、摆锤、支架有限元模型； 4、根据美国保险杠（CFR581）标准及我国汽车前、后端保护装置评价标准GB17354-1998，在ANSYS/LS—DYNA软件中进行摆锤撞击保险杠的有限元计算，提取了一系列有价值的仿真曲线，并对仿真结果进行了分析； 5、根据仿真分析的结果对保险杠进行结构优化以提高其耐撞性，并由此证明优化方法的可行性。对日后保险杠的设计与开发提供有效的参考价值。目前，许多国产车保险杠的吸能性较差，因此如何提高汽车保险杠在碰撞过程中的防护性能，已经成为新车型开发研制的焦点。通过对本文保险杠耐撞性及结构优化方法进行研究，对保险杠的耐撞性的性能预测有实际意义，为日后保险杠的设计与开发提供了可行性方法。
作者：	张金虎
专业：	车辆工程
导师：	乔维高
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文