某车型乘用车前纵梁在正面碰撞中的吸能特性研究
发布时间：2022-01-17 14:54
随着工业4.0时代的到来,国民汽车的保有量逐年攀升,进而导致道路交通事故频发,据研究表明,在众多交通事故中,两车发生正面碰撞所占比例最大,出于对汽车碰撞瞬间安全性考量,对汽车吸能关键部件前纵梁展开重点研究。本文首先根据国内外现有研究,通过理论分析与建立仿真试验相结合,将前纵梁简化为等截面薄壁梁有限元模型进行多维度分析,分析验证了形状尺寸、弱化结构及焊接因素等对前纵梁吸能特性的影响。形状尺寸主要从其自身的几何参数角度出发,分析了截面形状、厚度、以及薄壁梁自身长宽比等因素的影响;弱化结构主要分析了诱导槽形状与高度、面上槽形状、数量及其排布方式的影响;焊接因素主要分析了焊接形式及焊点间距问题的影响。其次,结合某款具体车型的前纵梁进行仿真分析,运用CATIA软件对原始前纵梁进行三维建模,利用Hypermesh软件对模型进行前处理并得到K文件,将K文件提交给到LS-DYNA软件进行求解计算并借助后处理软件Hyperview查看计算结果。最后,分析原模型的不足之处,结合文章分析并设计均匀试对原始纵梁进行有效改进优化,改进后的前纵梁吸能有了明显提高,与此同时,加速度的峰值明显减弱;本文所涉及的研究方...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交通事故主要碰撞情况
a 追尾 b 侧撞 c 滚翻d 正面角碰撞 e 正面碰撞 f 正面偏置碰撞图 1.2 交通事故主要碰撞情况Fig. 1.2 Main collision situation of traffic accidents1）安全问题碰撞发生时，通常在会发生两次碰撞，“一次碰撞”主要指车身碰撞碰撞”主要指车辆受到撞击造成的人体与车内部件之间碰撞，由此可见碰撞，人们更关心二次碰撞问题，而二次碰撞的激烈程度，很大部分取，合理设计车辆的吸能构件与缓冲装置，是降低一次伤害最为行之有效半部分的吸能空间大致分为以下三个部分[4]：
研究早期对于结构的抗撞性只能通过模型试验对结构静力学和动力学特性进行研究，随着人们对于汽车被动安全的要求不断提高，汽车在碰撞过程中各部件的吸性也变得越来越受重视，这就对我们提出了更高的要求。随着科技的不断进步，人发现了可以用有限元仿真的方法来模拟碰撞发生的过程，因此，在针对汽车碰撞问的研究中，人们最常采用的方法就是有限元分析法和台车试验法[11-13]。（1）有限元法分析在最初碰撞问题研究上，由于计算机技术研究的欠缺以及理论基础相对匮乏，们主要的研究手段还是借助于经验公式进行粗略估算，根据估算结果和试验分析进结构设计和改进，科技的进步与发展，让这一切变得简单起来，人们在不断的研究程中，发明了有限元分析的方法并迅速应用在了车辆分析的各个领域。有限元仿真一种数值计算方法，人们只需要将所需要的数据输入计算机，即可由计算机完成分过程，并且可以针对某一工况改变参数后进行反复操作。根据设置不同的控制卡片还可以观察到受损结构的内部变形情况以及力的传递情况，这对于后期设计和优化有着巨大的指导意义。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hypermesh汽车吸能盒诱导槽优化设计[J]. 王喆,韩彦军,刘涛. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]汽车吸能盒诱导槽结构多目标优化设计[J]. 刘中华,李雪松,曲天雷. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(10)
[3]高强钢拼焊板薄壁结构耐撞性数值仿真研究[J]. 徐峰祥,付磊. 塑性工程学报. 2016(04)
[4]基于COPRAS评价方法的薄壁梁拼焊板多工况耐撞性能研究[J]. 陈涛,王国强,段利斌,胡朝辉. 汽车工程. 2016(07)
[5]基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计[J]. 曹立波,宋慧斌,武和全,刘亚飞. 中国机械工程. 2016(06)
[6]梯度五胞薄壁管高速冲击吸能特性仿真研究[J]. 刘胜,郑刚,伍素珍,徐峰祥. 锻压技术. 2015(11)
[7]汽车前纵梁正面碰撞仿真及其优化研究[J]. 李旺,曹源文. 农业装备与车辆工程. 2015(01)
[8]诱导槽对薄壁梁碰撞性能影响的仿真研究[J]. 王良杰,陈浩,强旭华,陈海宁. 机械科学与技术. 2014(12)
[9]基于汽车轴向耐撞性的前纵梁设计与优化[J]. 张和平,刘念,莫易敏,李宇峰,王金涛. 机械制造. 2014(11)
[10]具有不同诱导槽结构的薄壁圆管抗撞性优化[J]. 谭丽辉,谭洪武,毛志强,崔晓梅,徐涛. 振动与冲击. 2014(08)
博士论文
[1]汽车变厚度前纵梁的轻量化和耐撞性设计方法研究[D]. 段利斌.湖南大学 2017
[2]车身结构抗撞性问题的简化建模及优化方法研究[D]. 李亦文.吉林大学 2011
硕士论文
[1]基于单帽型薄壁梁压溃变形理论的前纵梁耐撞性设计[D]. 杜展鹏.湖南大学 2018
[2]基于整车平台开发的汽车前纵梁设计研究[D]. 岳鹏.华南理工大学 2017
[3]变截面薄板车身零部件的优化设计[D]. 李素雯.湖南大学 2016
[4]基于牛角结构的缓冲吸能保险杠仿生设计及仿真分析[D]. 于用军.吉林大学 2015
[5]面向正面碰撞的微型汽车前纵梁结构设计与研究[D]. 张杰.武汉理工大学 2015
[6]正面碰撞过程中的前纵梁耐撞性研究[D]. 王冠群.湖南大学 2014
[7]基于正面碰撞的轿车前纵梁结构优化研究[D]. 张龙至.哈尔滨工程大学 2014
[8]多胞填充薄壁构件的抗撞性优化设计[D]. 张枝丹.湖南大学 2013
[9]前纵梁结构对某SUV正面碰撞性能影响的研究[D]. 王颖.燕山大学 2013
[10]用于汽车前纵梁的金属薄壁结构抗撞性研究[D]. 董方亮.大连理工大学 2012
本文编号：3594931
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交通事故主要碰撞情况
a 追尾 b 侧撞 c 滚翻d 正面角碰撞 e 正面碰撞 f 正面偏置碰撞图 1.2 交通事故主要碰撞情况Fig. 1.2 Main collision situation of traffic accidents1）安全问题碰撞发生时，通常在会发生两次碰撞，“一次碰撞”主要指车身碰撞碰撞”主要指车辆受到撞击造成的人体与车内部件之间碰撞，由此可见碰撞，人们更关心二次碰撞问题，而二次碰撞的激烈程度，很大部分取，合理设计车辆的吸能构件与缓冲装置，是降低一次伤害最为行之有效半部分的吸能空间大致分为以下三个部分[4]：
研究早期对于结构的抗撞性只能通过模型试验对结构静力学和动力学特性进行研究，随着人们对于汽车被动安全的要求不断提高，汽车在碰撞过程中各部件的吸性也变得越来越受重视，这就对我们提出了更高的要求。随着科技的不断进步，人发现了可以用有限元仿真的方法来模拟碰撞发生的过程，因此，在针对汽车碰撞问的研究中，人们最常采用的方法就是有限元分析法和台车试验法[11-13]。（1）有限元法分析在最初碰撞问题研究上，由于计算机技术研究的欠缺以及理论基础相对匮乏，们主要的研究手段还是借助于经验公式进行粗略估算，根据估算结果和试验分析进结构设计和改进，科技的进步与发展，让这一切变得简单起来，人们在不断的研究程中，发明了有限元分析的方法并迅速应用在了车辆分析的各个领域。有限元仿真一种数值计算方法，人们只需要将所需要的数据输入计算机，即可由计算机完成分过程，并且可以针对某一工况改变参数后进行反复操作。根据设置不同的控制卡片还可以观察到受损结构的内部变形情况以及力的传递情况，这对于后期设计和优化有着巨大的指导意义。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hypermesh汽车吸能盒诱导槽优化设计[J]. 王喆,韩彦军,刘涛. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]汽车吸能盒诱导槽结构多目标优化设计[J]. 刘中华,李雪松,曲天雷. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(10)
[3]高强钢拼焊板薄壁结构耐撞性数值仿真研究[J]. 徐峰祥,付磊. 塑性工程学报. 2016(04)
[4]基于COPRAS评价方法的薄壁梁拼焊板多工况耐撞性能研究[J]. 陈涛,王国强,段利斌,胡朝辉. 汽车工程. 2016(07)
[5]基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计[J]. 曹立波,宋慧斌,武和全,刘亚飞. 中国机械工程. 2016(06)
[6]梯度五胞薄壁管高速冲击吸能特性仿真研究[J]. 刘胜,郑刚,伍素珍,徐峰祥. 锻压技术. 2015(11)
[7]汽车前纵梁正面碰撞仿真及其优化研究[J]. 李旺,曹源文. 农业装备与车辆工程. 2015(01)
[8]诱导槽对薄壁梁碰撞性能影响的仿真研究[J]. 王良杰,陈浩,强旭华,陈海宁. 机械科学与技术. 2014(12)
[9]基于汽车轴向耐撞性的前纵梁设计与优化[J]. 张和平,刘念,莫易敏,李宇峰,王金涛. 机械制造. 2014(11)
[10]具有不同诱导槽结构的薄壁圆管抗撞性优化[J]. 谭丽辉,谭洪武,毛志强,崔晓梅,徐涛. 振动与冲击. 2014(08)
博士论文
[1]汽车变厚度前纵梁的轻量化和耐撞性设计方法研究[D]. 段利斌.湖南大学 2017
[2]车身结构抗撞性问题的简化建模及优化方法研究[D]. 李亦文.吉林大学 2011
硕士论文
[1]基于单帽型薄壁梁压溃变形理论的前纵梁耐撞性设计[D]. 杜展鹏.湖南大学 2018
[2]基于整车平台开发的汽车前纵梁设计研究[D]. 岳鹏.华南理工大学 2017
[3]变截面薄板车身零部件的优化设计[D]. 李素雯.湖南大学 2016
[4]基于牛角结构的缓冲吸能保险杠仿生设计及仿真分析[D]. 于用军.吉林大学 2015
[5]面向正面碰撞的微型汽车前纵梁结构设计与研究[D]. 张杰.武汉理工大学 2015
[6]正面碰撞过程中的前纵梁耐撞性研究[D]. 王冠群.湖南大学 2014
[7]基于正面碰撞的轿车前纵梁结构优化研究[D]. 张龙至.哈尔滨工程大学 2014
[8]多胞填充薄壁构件的抗撞性优化设计[D]. 张枝丹.湖南大学 2013
[9]前纵梁结构对某SUV正面碰撞性能影响的研究[D]. 王颖.燕山大学 2013
[10]用于汽车前纵梁的金属薄壁结构抗撞性研究[D]. 董方亮.大连理工大学 2012
本文编号：3594931
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