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轿车正面碰撞安全仿真及其车身结构耐撞性研究
| 论文题名： | 轿车正面碰撞安全仿真及其车身结构耐撞性研究 |
| 关键词： | 安全性;正面碰撞;耐撞性;车身结构;有限元模拟 |
| 摘要： | 在汽车安全性的研究中汽车碰撞实验是最为准确而且可靠的方法之一。要开发一款新车型，必须要通过实车碰撞实验来验证其耐撞性能及安全性能。但此类实验是一种对样车进行的破坏性实验，有时仅仅为了检验一项设计指标，需要重复几次地进行碰撞实验，费用相当昂贵，准备周期也较长。所以通过使用计算机辅助设计软件对汽车碰撞进行仿真计算来指导和取代部分实车实验工作，就成为汽车碰撞安全性研究的一种必然趋势。仿真计算可以在汽车设计及优化改进过程中提供一些基本规律和指导方向，这样就避免了大量的重复尝试性工作，既减少了开发成本，又缩短了开发周期。 碰撞安全性研究始终贯穿于整车研发过程。发生碰撞事故时为了保障乘员的安全，主要是依靠车身的抗变形能力、耐撞性能以及相应的安全措施（如车身强度、吸能结构、内部设施强度、安全带、逃逸出口等）来提高安全性能，其中一种很重要的途径就是改进汽车的碰撞吸能结构以及车身变形模式，提高汽车的耐撞性能。 本文选取国内某款轿车为研究对象，首先根据其3D数据模型和基本技术数据，应用Hypermesh建立了正面碰撞仿真系统，利用LS-DYNA求解器对有限元模拟系统进行求解计算;其次通过求解结果中的系统基本能量曲线变化以及实车碰撞实验的车身变形模式，验证了仿真模型的准确性与可靠性。同时对正面碰撞的重要指标:B柱下端加速度、整车以及关键结构的变形情况、冲击力传递情况进行了分析和评价，考察了该车的碰撞安全性能;最后在碰撞的仿真结果的基础之上，描述了响应指标的控制思路，确定汽车前部吸能区的关键薄弱环节为前纵梁，单独分析了前纵梁的折弯原因并且提出改进优化方案控制其变形模式。在弹塑性力学分析基础上对前纵梁在碰撞过程中的稳定性和吸能性进行了分析，并在此基础上，运用遗传算法对其结构参数进行再次优化。通过两次优化，前纵梁变形模式由弯折变形变为溃缩变形，并且提高了其吸能量，降低了B柱下端加速度峰值以及前围板的最大侵入量，提高了整车碰撞安全性能，达到了预期的目标。 本文研究结果符合汽车碰撞仿真的基本规律，对汽车的正面碰撞模拟仿真和车身的结构耐撞性研究提供了借鉴。 |
| 作者： | 李旺 |
| 专业： | 机械工程；车辆工程 |
| 导师： | 曹源文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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