铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为及其型材壁厚优化设计

发布时间：2023-05-12 19:31

　　铝合金是一种比强度高和耐腐蚀的轻质合金材料,近年广泛应用于汽车、船舶、航空航天等交通工具中,同时成为汽车轻量化的首选材料。汽车防撞梁总成在事故中主要发生压缩变形和弯曲变形,本文针对这两种变形工况,通过实验和有限元仿真相结合的方法确定仿真所用硬化模型,研究铝合金防撞梁总成的变形行为和结构轻量化设计,为铝合金型材的设计开发应用提供了一种途径。(1)通过准静态和高速拉伸获得6系铝合金力学性能,其中6082-T6铝合金的屈服强度、抗拉强度以及延伸率均高于6063-T6铝合金;应变速率从0.001s^-1到200s^-1,6063-T6应变率敏感性不明显,6082-T6表现出明显的应变率敏感性。使用硬化准则预测铝合金材料的变形行为,通过准静态拉伸、高速拉伸的数值模拟和实验结果相结合的方法,得到了SHS(Swift-Hockett-Sherby,SHS)硬化模型的参数,并通过对比吸能盒压溃实验与数值模拟结果,验证了SHS硬化模型的准确性。(2)以铝合金防撞梁总成为研究对象,将硬化模型代入到三点静压、摆锤冲击、13km/h低速碰撞有限元仿真中,预测防撞梁总成的...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 汽车碰撞研究现状
        1.2.1 国外汽车碰撞研究现状
        1.2.2 国内汽车碰撞研究现状
    1.3 材料曲线
    1.4 防撞梁轻量化设计方法
        1.4.1 材料轻量化
        1.4.2 结构轻量化
    1.5 本文研究内容
第2章 材料组织和力学行为表征
    2.1 引言
    2.2 材料力学性能
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 拉伸实验
        2.2.3 金相组织观察
        2.2.4 拉伸断口SEM观察
    2.3 硬化模型
        2.3.1 硬化模型简介
        2.3.2 不同硬化模型拟合结果
    2.4 SHS硬化模型参数求解
        2.4.1 流动曲线
        2.4.2 铝合金吸能盒轴向压溃仿真
    2.5 本章小结
第3章 防撞梁总成在动静载荷下的变形预测及验证
    3.1 引言
    3.2 有限元仿真建模
        3.2.1 显式和隐式算法
        3.2.2 有限元网格划分
        3.2.3 材料模型
        3.2.4 接触定义
        3.2.5 加载及边界条件
    3.3 铝合金防撞梁总成在动静载荷下的变形行为
        3.3.1 三点静压
        3.3.2 摆锤碰撞
        3.3.3 13km/h低速碰撞
    3.4 本章小结
第4章 铝合金防撞梁总成型材壁厚优化设计
    4.1 引言
    4.2 优化设计基本参数
        4.2.1 优化目标
        4.2.2 设计变量
        4.2.3 优化流程
    4.3 试验设计
    4.4 近似模型
        4.4.1 多项式响应面模型
        4.4.2 神经网络模型
        4.4.3 Kriging模型
    4.5 多目标优化设计与验证
        4.5.1 多目标优化设计
        4.5.2 优化结果验证
    4.6 断面优化前后防撞梁总成的性能对比
    4.7 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：3814495