校车侧翻安全性仿真分析与试验研究

发布时间：2017-10-30 09:41

  本文关键词：校车侧翻安全性仿真分析与试验研究

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【摘要】：近几年,学生因乘坐不合格校车而引起的侧翻碰撞事故在全国各地屡有发生,严重威肋、着广大学生的人身安全,造成了极大的负面影响,引起了整个社会的强烈关注。因此,必须加深校车侧翻安全性研究,以提高整车侧翻安全性能,保护学生安全。本文结合生产实际,以一汽客车(无锡)有限公司某款校车为对象,在校车侧翻碰撞有限元仿真的基础理论上,建立基本力学模型与控制方程；依据图纸,建立校车的三维模型；采用大型商业软件HyperWorks建立了整车骨架的有限元模型,利用LS-DYNA求解计算,根据仿真结果对骨架结构的变形、吸能特性、碰撞力及碰撞加速度等进行分析,找到该校车骨架结构强度薄弱的地方,判断该部位是否侵入乘员生存空间；根据校车侧翻试验相关法规,建立翻转试验台,进行校车侧翻碰撞实车试验,在实车侧翻试验结束后,进入车辆车身内部,先测量其生存空间是否被侵犯,并确认生存空间内的部件是否突出变形至校车骨架结构外,然后采集车身变形数据并作分析。研究发现：试验过程中和试验后,立柱与生存空间之间的最小间隙为16 mm；生存空间外的车身任何部分的位移都未侵入生存空间,生存空间内的任何部分都未突出至变形的车身结构外。另外,实车试验与模拟仿真试验得到的结果存在误差,但是两者误差不超过10%,两者数据具有很高的一致性,两个试验表明：该校车结构强度安全性符合要求。本文的校车侧翻安全性仿真模拟的技术方法及流程的研究,对校车侧翻安全性能研究有一定的参考价值和现实意义。
【关键词】：校车 侧翻碰撞仿真 生存空间 侧翻试验 结构安全性
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 校车侧翻的研究背景7
• 1.2 国内外汽车侧翻安全性研究现状7-9
• 1.3 论文的主要内容与研究意义9-12
• 1.3.1 论文的主要内容9-11
• 1.3.2 论文的研究意义11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 第二章 校车侧翻碰撞安全性仿真基本理论13-21
• 2.1 侧翻的介绍及其仿真试验的发展13-15
• 2.1.1 侧翻的简介13
• 2.1.2 侧翻仿真试验的发展13-15
• 2.2 校车侧翻碰撞有限元仿真的基础理论15-19
• 2.2.1 汽车侧翻碰撞模拟的有限元法15
• 2.2.2 基本力学模型与控制方程15-17
• 2.2.3 显示积分方法探究与时间步长控制17-18
• 2.2.4 沙漏控制和接触控制18-19
• 2.3 校车侧翻试验仿真流程19
• 2.4 相关软件介绍19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 校车整车骨架有限元模型的建立21-29
• 3.1 引言21-22
• 3.2 校车三维几何模型的建立22-24
• 3.2.1 校车的结构模型和技术参数22-23
• 3.2.2 校车结构模型的简化与建立23-24
• 3.3 整车骨架有限元模型的建立24-28
• 3.3.1 有限元模型前处理24
• 3.3.2 单元的选择与网格的划分24-25
• 3.3.3 材料属性定义与单位制25
• 3.3.4 载荷的处理25-26
• 3.3.5 整车骨架有限元模型的生成26-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 校车侧翻碰撞试验仿真分析研究29-45
• 4.1 引言29
• 4.2 仿真计算有限元模型的完善29-31
• 4.2.1 生存空间的确定与建立29-30
• 4.2.2 轮胎车轴有限元模型的建立30
• 4.2.3 翻转平台及地面有限元模型的建立30-31
• 4.3 校车各部件间的连接31-32
• 4.4 侧翻仿真计算参数的设定32-37
• 4.4.1 材料和属性定义32
• 4.4.2 接触定义32-33
• 4.4.3 定义边界条件、约束条件和载荷33-35
• 4.4.4 计算控制参数及输出参数设置35-37
• 4.5 校车侧翻仿真结果分析37-44
• 4.5.1 侧翻仿真运动过程38-39
• 4.5.2 车身骨架变形分析39-42
• 4.5.3 侧翻碰撞能量变化分析42-43
• 4.5.4 侧翻碰撞碰撞力分析43
• 4.5.5 侧翻碰撞加速度变化分析43-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第五章 校车侧翻碰撞实车试验研究45-53
• 5.1 校车侧翻碰撞试验相关法规45
• 5.1.1 校车侧翻相关法规简述45
• 5.1.2 侧翻安全性标准GB24407-2012简述45
• 5.2 校车整车侧翻试验45-48
• 5.2.1 侧翻试验概述45-46
• 5.2.2 侧翻试验设备要求46-47
• 5.2.3 试验前对测试车辆的准备内容47-48
• 5.2.4 试验测量准备内容48
• 5.3 侧翻试验结果48-51
• 5.3.1 侧翻结果安全性评估标准48-49
• 5.3.2 侧翻试验结果分析49-51
• 5.4 试验结果与有限元结果对比51-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 全文总结53-54
• 6.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59-60

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本文编号：1117153