某车载柱形货箱约束系统多工况仿真研究及改进

发布时间：2021-10-13 03:54

　　随着我国汽车工业的不断发展和道路情况的持续改善,公路运输在货运领域所占比重不断提高,商用车在公路运输领域发挥着重要作用。与乘用车相比,商用车的整车质量与结构尺寸更大,发生碰撞时,产生的能量远超乘用车,对车辆及被运输货物造成严重的损害,因此商用车安全性的相关研究意义重大。目前商用车的安全性研究主要集中于驾驶室与整车结构在碰撞过程中的安全性能,但是在一些特定的运输场景下,被运输货物在碰撞过程中的安全性能更需要进行重点关注。本文通过有限元仿真的方法,研究了一个车载柱形货箱在多种碰撞工况下的力学响应及其约束系统的失效情况,并针对正面碰撞工况对现有的约束系统进行了优化改进,提高了约束系统在高速工况时对柱形货箱的约束能力。在获取相关组件三维数模的基础上,对运输车,约束系统和柱形货箱进行了有限元建模与前处理的相关工作,对三维模型进行网格划分,赋予各部分组件相关的特征参数,并对模型整体的边界条件进行定义,得到了可以进行仿真运算的有限元模型。将此模型的仿真结果与试验结果进行对标验证,通过柱形货箱动态响应与约束系统失效情况的对比,验证了该有限元模型可靠性,能够用于其他工况的仿真模拟。针对正面碰撞,角度碰撞... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

013-2017全国载货汽车拥有量及载货能力[4]

第1章引言3实行的是2011年1月生效的ECER-2903版本。该版本中包括三个试验：正面撞击试验，正面A柱撞击试验和顶盖强度试验。与瑞典碰撞法规相比，ECER-29增加了正面撞击试验，减少了后围撞击试验，对驾驶室在正面碰撞中的响应提出了更高的要求。1.正面撞击试验，试验采用重1.5吨的摆锤以一定的能量从正面撞击驾驶室，以模拟正面碰撞对于车辆造成的冲击。对于N1类车辆和N2类中总质量≤7.5t的车辆，摆锤以29.4kJ的能量进行撞击；对于N2类车辆中总质量＞7.5t的车辆及N3类车辆，摆锤要以55kJ的能量撞击，试验的示意图如图1.2所示图1.2正面撞击试验示意图[7]2.正面A柱撞击试验。该项试验的模拟环境为车辆发生90°侧翻时，检测车辆与圆柱形障碍物（如树干或护栏）发生撞击导致的A柱形变情况，从而对A柱的强度进行检验。对于N1类车辆和N2类中总质量≤7.5t的车辆，此项试验不要求进行；对于N2类车辆中总质量＞7.5t的车辆及N3类车辆，圆柱形摆锤要以29.4kJ的能量撞击，试验的示意图如图1.3所示3.顶盖强度试验。该项试验需要进行竖直方向的静压试验，压力大小为前轴的最大载荷，但是不能超过98kN。除此之外，对于N2类车辆中总质量＞7.5t的车辆及N3类车辆，还需要进行侧面摆锤的20°撞击试验，其中撞击能量不得低于17.6kJ。该试验主要考察车辆发生90°翻滚时，乘员生存空间由于驾驶室A柱，B柱和车门等的变形而产生的影响，试验的示意图如图所示，其中P1为侧面摆锤的撞击试验，P2为竖直方向的静压试验。

正面A柱撞击试验示意图[7]

【参考文献】：
期刊论文
[1]ECE-R29-03版法规某驾驶室CAE分析和重卡未来安全发展方向[J]. 唐波,赵晓红.  汽车与配件. 2012(Z1)
[2]某商用车摆锤冲击安全性CAE分析与改进设计[J]. 张君媛,赵紫剑,陆善彬,刘乐丹,龚礼洲,唐洪斌.  汽车技术. 2010(01)
[3]HyperMesh有限元前处理关键技术研究[J]. 边弘晔,李鹤,闻邦椿.  机床与液压. 2008(04)
[4]商用车正面碰撞模拟仿真及其结构优化[J]. 宋景良,赵宁,雷明星,王彦.  汽车技术. 2007(03)
[5]商用车摆锤正面撞击试验和仿真[J]. 李三红,郭孔辉,赵幼平,郭有利.  中国机械工程. 2005(23)

硕士论文
[1]商用车驾驶室摆锤撞击安全性分析与改进[D]. 刘军.吉林大学 2008
[2]平头轻型卡车驾驶室碰撞安全性仿真[D]. 董金富.合肥工业大学 2008



本文编号：3433898