包含碰撞安全性的车身正向概念设计方法研究

发布时间：2022-08-16 08:51

　　伴随汽车保有量的逐渐增多,交通事故呈现多发态势,人们越来越关注汽车的被动安全性。目前,汽车正在朝短前悬方向发展,且碰撞安全法规日益严苛,这些因素增加了汽车正面碰撞安全性的开发难度。为了快速响应市场需求,汽车开发周期也不断缩短,以往于详细设计阶段进行考虑的碰撞安全性不得不提前到概念设计阶段。但概念设计阶段缺乏详细模型,如何在考虑汽车正面碰撞安全性的同时,兼顾其他性能,得到最佳的车身结构设计方案,仍然是需要深入探讨的问题。本文以轻量化为目标,在兼顾车身静态弯曲、扭转刚度,以及模态特性的同时,着重研究了概念设计阶段车身正面碰撞安全性的设计方法。论文的主要内容如下:（1）考虑概念设计阶段正碰安全性,提出了正向车身设计流程。依据结构力学原理,建立了车身刚度链数学优化模型,将车身简化成由梁单元通过节点相连接的空间框架结构。通过标杆车仿真分析,加深了对碰撞过程的理解。（2）从乘员保护角度出发,推导了车体速度曲线,用于指导前舱结构强度设计。将正碰吸能最多的前纵梁分为压溃段和折弯段,针对纵梁轴向压弯进行了设计研究。（3）探索了铝合金材料在汽车轻量化中的应用,完成了防撞梁和吸能盒的拓扑优化与尺寸优化设计。... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 车身概念设计国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 车身碰撞安全国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 论文框架与创新点
第2章 刚度链建模与标杆车正碰仿真分析
    2.1 汽车车身设计流程
        2.1.1 传统车身设计流程
        2.1.2 现代车身设计流程
    2.2 车身刚度链数学建模
        2.2.1 静态刚度链建模
        2.2.2 动态刚度链建模
    2.3 标杆车正面100%碰撞仿真分析
        2.3.1 Primer前处理软件简介与模型搭建
        2.3.2 整车变形模式与加速度分析
        2.3.3 A柱变形角与B柱两端位移变化
    2.4 本章小结
第3章 前纵梁正向概念设计
    3.1 汽车正面100%碰撞相关理论
    3.2 前纵梁变形模式分析与设计
        3.2.1 压溃变形模式研究
        3.2.2 折弯变形模式研究
    3.3 本章小结
第4章 铝合金防撞梁与吸能盒设计
    4.1 防撞梁与吸能盒拓扑优化
        4.1.1 拓扑优化方法简介
        4.1.2 建模与优化结果
    4.2 防撞梁与吸能盒
        4.2.1 防撞梁尺寸优化
        4.2.2 吸能盒尺寸优化
    4.3 轿车前舱结构整体仿真
    4.4 本章小结
第5章 多工况条件下车身主断面优化
    5.1 静态加载工况及约束
    5.2 车身矩形主断面优化
    5.3 优化结果与仿真验证
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录 A攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3677570