基于快速成型技术的汽车吸能盒结构优化

发布时间：2021-11-06 05:54

　　针对大部分汽车交通事故发生在低速碰撞的情况,人们选用吸能盒来降低低速碰撞对人身及财产的损伤。传统的薄壁冲压型汽车吸能盒由于刚性较大,溃缩时吸能效果差,对碰撞发生时所产生的震动并不能起到很好的减弱效果。为解决这一问题,本课题借助快速成型技术,研究设计具有轻量化多晶胞结构的薄壁件,改进吸能盒吸能效果。论文从以下几个方面开展研究工作:（1）根据晶格单元结构特性,选取三种典型晶格单元,并在吸能盒工况约束下使用拓扑优化设计了一种点阵镂空晶格单元。在质量及晶格尺寸相同的条件下,对多晶胞试件的大小、壁厚、质量关系进行了量化。并按照设计约束得出各项设计参数,建立了试件三维建模。考虑成本及工况的影响,确定使用光敏树脂为基材的光固化成型对试件进行加工。（2）为获得设计的晶格单元结构性能,本课题对多晶胞结构进行了压缩性能仿真分析。而快速成型与传统成型方式的成型件可能存在材料性能差异。为获得仿真时所需的性能参数,在仿真前首先使用拉伸及压缩实验研究了快速成型试件的材料性能。使用获得的性能参数对设计的多晶胞结构进行了结构强度仿真分析,结果显示六边形晶格单元的结构承载力最大,最小的为点阵镂空晶格单元。（3）由于有限... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

汽车能量传播示意

约捌?底萘褐?渫ǔ６蓟岵贾们??慷冉系偷奈?芎?如图1-2)。汽车吸能盒是位于汽车的横梁与纵梁之间的连接件，一端通过螺栓固定在纵梁上，另一端同样使用螺栓连接在横梁之上。在发生碰撞时，通过吸能盒的屈服变形来吸收一定的能量，一方面降低碰撞对车身的损坏程度来保证乘客安全，另一方面可以将碰撞力传递给纵梁并将其分散。在维修时只需更换使用螺栓连接的汽车吸能盒即可，从而达到降低维修费用及财产损失的目的[5]。图 1-1 汽车能量传播示意 图 1-2 低速吸能盒Fig.1-1 Shows the Energy Propagation of the Car Fig.1-2 Low-Speed Energy-Absorbing Box

薄壁型吸能盒的研究。而大多数车吸能盒进行基础性吸能效果的究可以追溯到 19 世纪 60 年代，行为。而近几年 Mostafa 等[6]采、高度以及不同角度锥形头的吸 Taguchi 响应面法提出最优的吸能了单目标结果测试。通过实验验了 77％。种模拟椰子树轮廓的仿生管状波构的长度(波长)对于吸能效果的，对不同锥形角及波长的组合结能量吸收特性，并圆形管和锥形形模式可以分为四种模式，其吸影响。而且与传统薄壁吸能盒相-位移曲线。

【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印制备多孔结构的研究与应用现状[J]. 杨建明,汤阳,顾海,刘永加,黄大志,陈劲松.  材料导报. 2018(15)
[2]轧制渐变厚度的汽车吸能盒结构参数优化[J]. 徐涛,刘念,高伟钊,徐天爽,胡贤磊.  振动与冲击. 2018(10)
[3]多孔泡沫材料强化传热特性及场协同分析[J]. 雷鸿,张新铭,王济平.  材料导报. 2018(06)
[4]铝合金薄壁多角管轴向冲击吸能特性研究[J]. 孙宏图,王健,申国哲,胡平.  机械强度. 2018(01)
[5]铝合金吸能盒的结构设计及耐撞性分析[J]. 于用军,郭永奇,李飞,王帅,黄小征.  汽车实用技术. 2017(22)
[6]基于三维多胞结构的汽车吸能盒优化设计[J]. 杨星,于野,张伟,侯文彬.  大连理工大学学报. 2017(04)
[7]双投影光固化成型方法研究[J]. 陈冬,王亚宁,刘亚雄,贺健康,王玲,连芩,李涤尘,靳忠民.  西安交通大学学报. 2017(02)
[8]帕累托最优在新型蜂窝结构吸能盒防撞性能中的应用[J]. 王宗千,钱明军,周云波,田达笠,张鑫磊.  南京理工大学学报. 2016(05)
[9]汽车吸能盒的结构优化设计[J]. 梁建术,师光耀,骆孟波.  机械设计与制造. 2016(09)
[10]复合材料前防撞梁变截面多工况多目标优化设计[J]. 杨旭静,张振明,郑娟,段书用.  汽车工程. 2015(10)

博士论文
[1]汽车低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究[D]. 柳艳杰.哈尔滨工程大学 2012

硕士论文
[1]折叠薄壁结构的抗冲击性能研究[D]. 任韦杰.华中科技大学 2017
[2]薄壁多胞结构耐撞性研究[D]. 曹洋.湖南大学 2016
[3]单向复合材料压缩实验研究及失效机理分析[D]. 赵世强.哈尔滨工业大学 2013
[4]熔融沉积快速成型精度及工艺研究[D]. 张媛.大连理工大学 2009



本文编号：3479293