基于差厚技术和仿生设计的轿车吸能结构抗撞性能研究

发布时间：2023-03-24 05:35

　　近年来,我国政府出台了一系列汽车产业调整振兴规划,大力扶持自主品牌及新能源车的研发。其中,未来新能源汽车将是中国汽车市场最主要的增长点,其技术难点在于“动力电池续航里程”及“电池、电机带来的车重增加”问题。轻量化作为与上述两个问题紧密相关的研究领域,已成为决定自主品牌能否掌握核心技术的关键。在开发初期将轻量化与汽车部件其他性能指标(如高刚度、高耐撞性能等)协同研究,提出合理的结构优化策略,是提升产品性能及控制成本的有效途径。因此,针对结构的轻量化及抗撞性多目标优化设计便成为了汽车工业领域的重要基础研究课题之一。本文依托国家自然科学基金、吉林省科技发展重大专项,吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目的资助,以及课题组与中国第一汽车集团多年来的合作,基于差厚技术、仿生思想和多目标优化理论,以轻量化、高吸能性为目标,在满足某A级车的碰撞安全性能要求的前提下,提出了基于柔性轧制差厚技术和仿香蒲叶片、仿竹材设计的轿车吸能结构最优设计方案。主要工作包括:(1)在分析差厚板特点、制造工艺和基本力学特性的基础上,为研究基于差厚技术的吸能盒结构设计方案,提出了解决差厚板厚度渐变和材料力学性能渐变特性的仿...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 轿车抗撞性能的国内外研究现状
        1.2.1 基于新材料的抗撞性能研究
        1.2.2 基于新结构形式的抗撞性能研究
        1.2.3 基于新加工技术的抗撞性能研究
    1.3 多目标优化的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 差厚技术基础
    2.1 差厚板特点
    2.2 柔性轧制技术
    2.3 轧制差厚板基本力学性能研究
    2.4 本章小结
第3章 轿车差厚吸能盒结构设计及抗撞性优化
    3.1 差厚板厚度渐变特性和力学性能渐变特性
    3.2 拉伸样件试制及试验
        3.2.1 样件试制
        3.2.2 高速拉伸试验
    3.3 差厚吸能盒最优设计
        3.3.1 仿真模型
        3.3.2 优化问题数学模型
        3.3.3 多目标优化策略
        3.3.4 基于代理模型的差厚吸能盒最优设计
    3.4 差厚吸能盒样件试制
    3.5 差厚吸能盒静压试验测试及仿真标定
    3.6 整车状态下的碰撞仿真验证
        3.6.1 车体加速度对气囊标定的影响评估
        3.6.2 高速正面碰撞的耐撞性能影响评估
    3.7 本章小结
第4章 轿车差厚仪表板管梁结构设计及优化
    4.1 仪表板管梁承载条件及性能指标
    4.2 差厚仪表板管梁最优设计
        4.2.1 五段式及三段式设计
        4.2.2 最优设计方案
    4.3 各差厚设计方案性能分析及对比
        4.3.1 低阶频率分析
        4.3.2 强度分析
    4.4 本章小结
第5章 仿香蒲及仿竹结构设计基础
    5.1 香蒲结构特性
    5.2 保险杠横梁结构与香蒲结构相似性
    5.3 竹结构特性
    5.4 薄壁结构与竹结构相似性
    5.5 本章小结
第6章 仿生轿车保险杠结构设计
    6.1 仿生保险杠结构设计
    6.2 原保险杠总成的耐撞性能仿真及试验标定
        6.2.1 耐撞性能指标
        6.2.2 仿真分析及试验标定
    6.3 仿生保险杠总成FRB低速碰撞仿真分析及对比
    6.4 仿生保险杠总成落锤冲击工况的仿真分析及对比
        6.4.1 原保险杠总成的仿真及试验标定
        6.4.2 仿生保险杠总成落锤冲击仿真分析及对比
    6.5 本章小结
第7章 基于代理模型的仿生保险杠总成结构抗撞性优化
    7.1 优化问题描述
    7.2 代理模型构建
    7.3 基于MOCS的优化设计
    7.4 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
作者简介及攻读博士学位期间研究成果
后记和致谢



本文编号：3769547