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基于反推设计理论的逐级吸能方法及其应用研究
| 论文题名： | 基于反推设计理论的逐级吸能方法及其应用研究 |
| 关键词： | 反推设计;逐级吸能方法;微型客车;有限元模型;碰撞安全性 |
| 摘要： | 微型客车由于具有经济、适用、小巧、灵活等特点，在国内有广阔的市场。然而，微型客车受整车尺寸限制，需要用尽量短的前部吸能结构来吸收碰撞能，从而达到满足正面碰撞法规实验的目的。通常，汽车前部的吸能结构主要为方形纵梁，碰撞时通过纵梁的褶皱变形来达到理想的吸能效果。然而，微型客车纵梁尺寸的改变会受到结构布置的限制，壁厚增加会导致纵梁产生褶皱变形困难，碰撞加速度峰值增加，整车质量增加。因此，对于要求缩短吸能长度的车型，仅仅采用改变纵梁结构尺寸及壁厚的方法难以达到好的效果，研究开发一种新的吸能结构具有重要意义。 本文创新性地提出了一种基于反推设计理论的逐级吸能方法。该方法按照造型及法规实验的要求反推微型客车前部吸能结构的长度，从而确定其理想的碰撞加速度范围。适当控制吸能梁壁厚，在吸能梁内部不同长度的合适位置上设置加强板，使其逐级参与吸能，从而达到控制加速度波形的目的。基于该逐级吸能方法，本文以国内某微型客车为研究对象，根据该车的纵梁尺寸设计了一个逐级吸能薄壁结构，并建立和验证了其有限元模型。通过运用基于代理模型的优化方法对验证后的逐级吸能结构的有限元模型进行了耐撞性的优化研究，对吸能结构的壁厚、加强板的位置及焊点的间距等参数进行了优化，达到了较理想的吸能效果。将优化后的结构应用到整车中，并调整部分相关部件的刚度，使得碰撞过程中客车前部的变形量明显减少，并且保证了法规规定的乘员损伤值。 论文研究表明：在汽车前碰撞安全性的改进设计中，本文提出的基于反推设计理论的逐级吸能方法是切实可行的，按照该方法设计的逐级吸能结构能够在较短的吸能长度内吸收掉车辆的碰撞能量从而有效提高车辆的前碰撞安全性，有利于增大车内乘坐空间，提高乘坐舒适性进而提高产品的市场竞争力。 |
| 作者： | 魏启永 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 曹立波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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