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原文传递汽车碰撞过程的有限元数值模拟

论文题名：	汽车碰撞过程的有限元数值模拟
关键词：	汽车碰撞;有限元分析;数值模拟;计算机仿真
摘要：	随着汽车保有量的增长，道路交通事故已经成为世界性的一大社会难题。每年有大量的人口因交通事故死亡，交通事故给人们的生命和财产带来了严重的灾难。交通事故带来的损失日益剧增，研究汽车的碰撞安全性能，提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。目前世界各主要汽车生产国都制定了严格的碰撞安全法规，要求汽车生产和开发都必须通过严格的标准。本文分析国内外汽车碰撞计算机模拟的发展情况，得出计算机模拟分析具有费用低、周期低短、可重复性等优点。文中详细介绍了动态显示非线性有限元基本理论，涉及的内容包括有限元求解控制方程、壳单元、时间积分与时步长控制、沙漏控制、接触碰撞界面算法等。本文在HYPERMESH和FEMB中建立了汽车有限元模型并在其中对以下五种情况施加边界条件和求解控制条件。 (1)首先对汽车以50km/h的速度碰撞刚性墙，对整车进行了应力分析、变形分析、加速度分析和能量分析，同时也对重要吸能部件进行了应力分析、变形分析和能量分析。纵梁在碰撞过程中发生了折叠式变形，吸收了碰撞时产生的能量，碰撞时的平均加速度约为25 g。 (2)汽车与柱子碰撞，汽车前部结构变形与实车碰撞结果一致。 (3)两车以相同的速度正面碰撞，两车的变形几乎相同，速度与加速度变化率相同。 (4)两车垂直90°侧面碰撞，被撞车的车门的变形量较大，对车内的乘员生存空间构成威胁。 (5)两车追尾碰撞，此碰撞对被撞车损伤较小。通过对五种碰撞方式的分析，结合汽车碰撞法规和已做的分析，本文所用模型比较合理，分析基本结果正确，为对汽车碰撞进行进一步模拟分析奠定了基础。最后，对本文研究工作进行了总结，并对下一步的研究工作进行展望。
作者：	徐文岷
专业：	机械设计及理论
导师：	张旭
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文