异质金属单帽形薄壁管碰撞性能研究

发布时间：2017-10-10 03:37

  本文关键词：异质金属单帽形薄壁管碰撞性能研究

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【摘要】：安全、节能、环保一直以来都是汽车设计制造过程中的三大主题,因此,异质金属车身引起汽车企业的广泛关注,其中主要影响汽车碰撞吸能特性和轻量化程度的异质金属前纵梁性能成为当今汽车领域的研究热点之一。而作为前纵梁最恰当的简化结构,单帽形异质金属薄壁管碰撞性能的研究具有重要的意义。首先,本文进行了异质金属单帽管轴向准静态压缩试验,并根据试验结果验证了有限元建模方法。基于该有限元模型对比研究了异质金属单帽管和单一金属单帽管的轴向碰撞性能,发现钢铝混合单帽管相比于钢质单帽管具有更好的吸能效率和更高的轻量化水平。在此基础上,还进行了几何参数分析,分别对比分析了帽形板厚度和面板厚度对不同材料组合单帽管的整体性能影响,发现帽形板厚度的增大会显著提高单帽管的吸能和比吸能水平,而面板厚度的增加对单帽管吸能效果的提升作用相对较小。并且在大多数的厚度组合下,异质金属单帽管均具有良好的碰撞性能表现。其次,为了满足后续单帽管斜向加载试验的要求,本文设计制造了一种新型薄壁管斜向加载试验夹具。相比于以往试验夹具,它的特点在于能够适用于多种截面形状、截面尺寸的薄壁管,并且实现了加载角度的连续变化。最后,本文利用上述斜向加载试验夹具,进行了异质金属组合单帽管准静态斜向压溃试验,通过再试验验证了有限元模型,运用该有限元模型对比分析了不同角度下异质金属单帽管与单一金属单帽管的斜向碰撞性能。结果发现钢铝混合单帽管的整体表现要优于单一钢质单帽管,值得注意的是,异质金属组合单帽管分别在变形模式和吸能特性上具有明显的优势。综上所述,异质金属在汽车前纵梁的设计制造上具有广泛的应用前景。
【关键词】：异质金属 碰撞性能 单帽形薄壁管 轻量化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究的背景与意义9-12
• 1.2 国内外研究的现状12-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 2 有限元仿真及前纵梁碰撞基本理论15-20
• 2.1 引言15
• 2.2 有限元仿真技术15-16
• 2.3 LS-DYNA中基本概念16-17
• 2.3.1 单元类型16-17
• 2.3.2 材料模型17
• 2.3.3 接触算法与接触类型17
• 2.4 前纵梁耐撞性能评价指标17-19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 异质金属单帽形薄壁管轴向耐撞性研究20-36
• 3.1 引言20
• 3.2 几何模型20-21
• 3.3 轴向压溃试验21-25
• 3.3.1 试验准备21-22
• 3.3.2 试验过程22-24
• 3.3.3 试验结果分析24-25
• 3.4 数值仿真25-29
• 3.4.1 有限元模型25-27
• 3.4.2 有限元模型验证27-29
• 3.5 异质金属与单一材料单帽形管耐撞性能对比29-31
• 3.6 材料厚度对单帽形管耐撞性能的影响31-35
• 3.6.1 帽形板厚度Tu对单帽管碰撞性能的影响32-33
• 3.6.2 面板厚度TL对单帽管碰撞性能的影响33-35
• 3.7 本章小结35-36
• 4 异质金属帽形薄壁管斜向耐撞性能研究36-52
• 4.1 引言36-37
• 4.2 斜向加载试验夹具设计37-42
• 4.2.1 夹具设计原理37-39
• 4.2.2 夹具关键尺寸设计和强度校核39-41
• 4.2.3 夹具加工制造41-42
• 4.3 几何模型42
• 4.4 斜向压溃试验42-46
• 4.5 数值仿真46-48
• 4.5.1 有限元模型46-47
• 4.5.2 有限元模型验证47-48
• 4.6 不同角度下不同材料组合耐撞性能对比48-51
• 4.7 本章小结51-52
• 5 结论与展望52-54
• 5.1 结论52
• 5.2 主要创新点52-53
• 5.3 展望53-54
• 参考文献54-57
• 附录A 单帽管准静态压溃试验所得力学数据57-59
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 亓昌;董方亮;杨姝;王栋;;锥形多胞薄壁管斜向冲击吸能特性仿真研究[J];振动与冲击;2012年24期

2 王猛;王军杰;;帽型截面薄壁管梁的平均静态压溃力[J];塑性工程学报;2011年04期

3 张维刚;黄栋;;汽车薄壁梁斜向碰撞性能仿真研究[J];汽车工程;2010年06期

4 龙述尧;陈仙燕;李青;;矩形截面锥形薄壁管关于能量吸收和初始碰撞力峰值的优化[J];工程力学;2007年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 赵博文;功能梯度泡沫填充薄壁管斜向冲击仿真与优化[D];大连理工大学;2014年

2 吴广发;基于LS-DYNA的汽车前纵梁碰撞吸能特性分析及其优化设计[D];江苏科技大学;2012年

3 彭洪梅;汽车薄壁直梁件碰撞性能仿真及参数解析[D];大连理工大学;2011年

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本文编号：1004142