某乘用车40%偏置碰撞仿真精度影响因素研究
发布时间：2021-08-05 12:32
据统计在汽车碰撞事故类型中正面碰撞发生的概率最高,其中正面碰撞重叠率为30%40%时乘员的伤亡率是最高的。因此C-NCAP设置40%偏置碰撞工况考察车体的结构耐撞性。由于试验法研究40%偏置碰撞费用昂贵、得到信息有限、开发周期过长等缺陷,这让有限元仿真法用以设计新车型的碰撞安全性能在各大汽车厂商之中得到广泛的运用。目前40%偏置碰撞有限元仿真结果与40%偏置碰撞试验结果校表过程中存在偏差,主要体现在有限元仿真的整车加速度曲线与实验的加速度曲线仍有一定差距;以及40%偏置碰撞试验中常见的连接失效问题在有限元仿真中不能很好地模拟等。有限元仿真精度会受到各种不同因素的影响,如何提高碰撞模型的仿真精度一直是碰撞仿真研究的一个热点。因此本文从影响汽车碰撞有限元仿真精度的因素出发,研究了关键仿真参数、材料力学特性、连接方式建模方法对有限元仿真结果精度的影响,最后利用正交试验设计找出各影响因素的最佳组合,提高了40%偏置碰撞有限元仿真的精度。主要工作内容总结如下:（1）利用有限元前处理软件搭建了某乘用车40%偏置碰撞有限元基础模型,并与试验碰撞时序和左侧B柱加速度进行对比,利用...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种碰撞类型伤亡率分布图
1绪论11绪论1.1课题研究背景交通事故中常见的汽车交通事故类型主要有：正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、翻滚碰撞和与柱撞等。文献[1]表明正撞（前撞）与侧撞对交通事故乘员伤亡的影响最为严重，正碰的伤亡人数是最多的。各种碰撞类型伤亡率如图1.1所示。图1.1各种碰撞类型伤亡率分布图由文献[2]给出的发生事故车辆正面不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布图来看，碰撞重叠率为31%-40%的正面碰撞伤亡率最高。不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布图如图1.2所示图1.2正面碰撞不同碰撞重叠率乘员伤亡分布图
，可以最直观地评价车辆的耐撞性能是否达标。但试验本身成本很高，需要购买大量的传感器、数台高速摄像机、牵引机、各种假人等实验设备，传感器和假人在试验前都需要进行严格的标定，其准备工作十分费时。同时由于是破坏性测试，测试一次后车辆就报废。因此试验法往往历时较长、费用较高。最后试验得到的信息比较有限，不能监测到碰撞过程中车辆的所有变化，如果仅通过试验法的结果来对碰撞安全影响因子进行全面分析是几乎不可能的，并且试验无法利用同一辆车进行多次碰撞试验，结果往往不够稳定。某乘用车偏置碰撞试验如图1.3所示。图1.3某乘用车偏置碰撞试验有限元仿真法随着计算机的性能提高越来越在车辆碰撞安全的开发研究得到广泛地应用。有限元仿真法的优点主要体现在以下四个方面：（1）缩短研制新车型的周期。由于有限元仿真法在车辆碰撞安全设计过程中就可以对车辆的结构耐撞性进行仿真，在设计之初就能发现并及时修改一些设计缺陷，使得新车型的开发周期大大缩短。（2）减少开发新车型的费用。有限元仿真法不需要实车碰撞试验所必需的实验设备、场地，不需要撞毁样车，节省了制造样车的费用和时间以及建造碰撞实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料防撞梁低速碰撞的研究与多目标优化[J]. 仲伟东,王东方,李静. 南京工业大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]高强度螺栓塑性变形仿真分析与拧紧试验研究[J]. 黄建鑫,马晓燕,蔡文华,唐灵聪,罗屏,王瑞平. 内燃机与动力装置. 2019(01)
[3]仿真分析中螺栓连接件的简化方法研究[J]. 黄敬尧,彭军. 机械研究与应用. 2019(01)
[4]汽车前保险杠结构设计及优化[J]. 穆伟. 机械设计与制造工程. 2018(09)
[5]复合材料薄壁管准静态压溃精确建模及分析[J]. 张惠鑫,雷飞. 计算机仿真. 2018(07)
[6]基于侧面碰撞工况下B柱抗弯性能优化设计[J]. 常建娥,李铁铮,莫易敏,王峰,谢业军. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(02)
[7]基于LS DYNA的汽车塑料格栅落球冲击仿真分析[J]. 陶志军,石丽娜,贺轶龙. 机电工程技术. 2017(12)
[8]基于模态灵敏度分析的某乘用车白车身结构优化设计[J]. 韩继光,赵玉清,时玲,朱云,王伟超,徐则民. 机械设计. 2017(09)
[9]某车型吸能盒碰撞中非常规变形问题研究[J]. 岳国辉,刘保祥,刘珍海,陈现岭. 汽车实用技术. 2017(02)
[10]整车安全开发中的试验与计算机仿真[J]. 胡经国,胥峰,夏云. 农业装备与车辆工程. 2016(04)
博士论文
[1]梯度薄壁结构设计方法及其在车身设计中的应用[D]. 徐峰祥.湖南大学 2015
[2]基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化[D]. 李纪雄.华南理工大学 2014
[3]车身碰撞安全的若干关键技术研究[D]. 胡侃.吉林大学 2013
[4]泡沫铝填充结构汽车车架耐撞性及动态特性研究[D]. 杨昆.辽宁工程技术大学 2013
[5]汽车侧碰安全性设计关键技术研究[D]. 赵敏.湖南大学 2012
[6]货车与乘用车正面碰撞相容性的研究[D]. 荆友录.南京航空航天大学 2009
[7]汽车接触碰撞仿真中的关键技术研究[D]. 高晖.湖南大学 2008
[8]车用铝合金焊接接头及基本单元件的大变形力学行为研究[D]. 乔及森.兰州理工大学 2007
[9]带有沙漏控制的有限元冲击动力问题并行计算[D]. 陈丽华.中国农业大学 2001
硕士论文
[1]冲击载荷下螺栓松动影响因素研究[D]. 王开平.沈阳工业大学 2019
[2]某车辆高强度螺栓结构防护性能研究[D]. 张小辉.南京理工大学 2018
[3]海上风力发电用SeaStar张力腿基础的静力分析[D]. 周月.天津大学 2018
[4]某车型的正面碰撞模拟仿真分析[D]. 杨成国.沈阳工业大学 2017
[5]某中型新能源客车空气悬架的匹配研究[D]. 么广钦.吉林大学 2017
[6]全铝车身电动汽车正面碰撞耐撞性分析及结构优化[D]. 田雨蒙.东北林业大学 2017
[7]某SUV白车身结构分析与轻量化研究[D]. 邹缘良.重庆理工大学 2017
[8]基于碰撞安全的微车车身轻量化研究[D]. 王金涛.武汉理工大学 2015
[9]某SUV小偏置正面碰撞安全性能研究[D]. 刘学莉.燕山大学 2015
[10]轿车正面碰撞安全仿真及其车身结构耐撞性研究[D]. 李旺.重庆交通大学 2015
本文编号：3323757
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种碰撞类型伤亡率分布图
1绪论11绪论1.1课题研究背景交通事故中常见的汽车交通事故类型主要有：正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、翻滚碰撞和与柱撞等。文献[1]表明正撞（前撞）与侧撞对交通事故乘员伤亡的影响最为严重，正碰的伤亡人数是最多的。各种碰撞类型伤亡率如图1.1所示。图1.1各种碰撞类型伤亡率分布图由文献[2]给出的发生事故车辆正面不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布图来看，碰撞重叠率为31%-40%的正面碰撞伤亡率最高。不同碰撞重叠率的乘员伤亡分布图如图1.2所示图1.2正面碰撞不同碰撞重叠率乘员伤亡分布图
，可以最直观地评价车辆的耐撞性能是否达标。但试验本身成本很高，需要购买大量的传感器、数台高速摄像机、牵引机、各种假人等实验设备，传感器和假人在试验前都需要进行严格的标定，其准备工作十分费时。同时由于是破坏性测试，测试一次后车辆就报废。因此试验法往往历时较长、费用较高。最后试验得到的信息比较有限，不能监测到碰撞过程中车辆的所有变化，如果仅通过试验法的结果来对碰撞安全影响因子进行全面分析是几乎不可能的，并且试验无法利用同一辆车进行多次碰撞试验，结果往往不够稳定。某乘用车偏置碰撞试验如图1.3所示。图1.3某乘用车偏置碰撞试验有限元仿真法随着计算机的性能提高越来越在车辆碰撞安全的开发研究得到广泛地应用。有限元仿真法的优点主要体现在以下四个方面：（1）缩短研制新车型的周期。由于有限元仿真法在车辆碰撞安全设计过程中就可以对车辆的结构耐撞性进行仿真，在设计之初就能发现并及时修改一些设计缺陷，使得新车型的开发周期大大缩短。（2）减少开发新车型的费用。有限元仿真法不需要实车碰撞试验所必需的实验设备、场地，不需要撞毁样车，节省了制造样车的费用和时间以及建造碰撞实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料防撞梁低速碰撞的研究与多目标优化[J]. 仲伟东,王东方,李静. 南京工业大学学报(自然科学版). 2019(04)
[2]高强度螺栓塑性变形仿真分析与拧紧试验研究[J]. 黄建鑫,马晓燕,蔡文华,唐灵聪,罗屏,王瑞平. 内燃机与动力装置. 2019(01)
[3]仿真分析中螺栓连接件的简化方法研究[J]. 黄敬尧,彭军. 机械研究与应用. 2019(01)
[4]汽车前保险杠结构设计及优化[J]. 穆伟. 机械设计与制造工程. 2018(09)
[5]复合材料薄壁管准静态压溃精确建模及分析[J]. 张惠鑫,雷飞. 计算机仿真. 2018(07)
[6]基于侧面碰撞工况下B柱抗弯性能优化设计[J]. 常建娥,李铁铮,莫易敏,王峰,谢业军. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(02)
[7]基于LS DYNA的汽车塑料格栅落球冲击仿真分析[J]. 陶志军,石丽娜,贺轶龙. 机电工程技术. 2017(12)
[8]基于模态灵敏度分析的某乘用车白车身结构优化设计[J]. 韩继光,赵玉清,时玲,朱云,王伟超,徐则民. 机械设计. 2017(09)
[9]某车型吸能盒碰撞中非常规变形问题研究[J]. 岳国辉,刘保祥,刘珍海,陈现岭. 汽车实用技术. 2017(02)
[10]整车安全开发中的试验与计算机仿真[J]. 胡经国,胥峰,夏云. 农业装备与车辆工程. 2016(04)
博士论文
[1]梯度薄壁结构设计方法及其在车身设计中的应用[D]. 徐峰祥.湖南大学 2015
[2]基于热成形高强钢板的车身结构轻量化分析与优化[D]. 李纪雄.华南理工大学 2014
[3]车身碰撞安全的若干关键技术研究[D]. 胡侃.吉林大学 2013
[4]泡沫铝填充结构汽车车架耐撞性及动态特性研究[D]. 杨昆.辽宁工程技术大学 2013
[5]汽车侧碰安全性设计关键技术研究[D]. 赵敏.湖南大学 2012
[6]货车与乘用车正面碰撞相容性的研究[D]. 荆友录.南京航空航天大学 2009
[7]汽车接触碰撞仿真中的关键技术研究[D]. 高晖.湖南大学 2008
[8]车用铝合金焊接接头及基本单元件的大变形力学行为研究[D]. 乔及森.兰州理工大学 2007
[9]带有沙漏控制的有限元冲击动力问题并行计算[D]. 陈丽华.中国农业大学 2001
硕士论文
[1]冲击载荷下螺栓松动影响因素研究[D]. 王开平.沈阳工业大学 2019
[2]某车辆高强度螺栓结构防护性能研究[D]. 张小辉.南京理工大学 2018
[3]海上风力发电用SeaStar张力腿基础的静力分析[D]. 周月.天津大学 2018
[4]某车型的正面碰撞模拟仿真分析[D]. 杨成国.沈阳工业大学 2017
[5]某中型新能源客车空气悬架的匹配研究[D]. 么广钦.吉林大学 2017
[6]全铝车身电动汽车正面碰撞耐撞性分析及结构优化[D]. 田雨蒙.东北林业大学 2017
[7]某SUV白车身结构分析与轻量化研究[D]. 邹缘良.重庆理工大学 2017
[8]基于碰撞安全的微车车身轻量化研究[D]. 王金涛.武汉理工大学 2015
[9]某SUV小偏置正面碰撞安全性能研究[D]. 刘学莉.燕山大学 2015
[10]轿车正面碰撞安全仿真及其车身结构耐撞性研究[D]. 李旺.重庆交通大学 2015
本文编号：3323757
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