汽车碰撞隔离护栏二次伤害仿真结果的影响研究
发布时间：2024-10-03 02:22
现阶段城市道路隔离护栏防撞性能较差,往往在汽车碰撞道路中央隔离护栏的事故过程中会产生大量的护栏管件飞溅,护栏受损后形成飞溅的杆件结构容易撞击道路行人,另一方面会沉入车底对电动汽车底部电池包造成挤压侵彻伤害,因此汽车护栏碰撞事故不仅考虑到护栏损毁,对道路上的行人和汽车的二次伤害也是严重的。目前国内外对于城市道路隔离护栏受到汽车碰撞的研究较少,文章首先建立带焊点失效的高精度护栏有限元模型,在调研现场事故的基础上,制定了高速小角度和低速大角度两种碰撞方案。结果分析得出护栏受撞击时竖管与横杆焊接处容易发生失效断裂,断裂瞬间竖管以较高的速度飞出。文章进一步基于运动状态方程建立了simulink模型,将护栏杆件飞溅的初始速度带入模型,得出护栏杆件在三维空间中位移和速度情况,基于此分析杆件飞溅对行人可能的撞击位置以及碰撞速度,文章建立了头部碰撞模型,来探究头部可能的损伤情况。为研究散落的护栏杆件对车辆的二次损伤机理,文章基于电池包内部结构建立精细化FEM算法有限元模型,同时针对内部电池变形较大的情况采用适用于高速撞击大变形研究的SPH算法,并使用压缩破碎泡沫性质的Crushable Foam材料模型来...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车辆碰撞仿真国内外研究现状
1.2.2 电池包安全性研究及建模方法
1.2.3 拓扑优化研究现状
1.3 目前法规和研究中存在的问题
1.4 主要研究内容及方法
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 汽车护栏碰撞仿真模型建立
2.1 护栏相关法规
2.2 车辆与城市道路中央隔离护栏碰撞事故调研
2.2.1 事故调研
2.2.2 定义汽车与护栏碰撞方案
2.3 构建护栏碰撞模型
2.3.1 有限元理论及软件介绍
2.3.2 建立护栏有限元模型
2.4 整车有限元模型的建立
2.4.1 整车模型构建
2.4.2 有效性验证
2.5 汽车与护栏碰撞仿真的搭建
2.5.1 接触设置
2.5.2 时间步长
2.5.3 碰撞模型可信度验证
2.6 本章小结
第3章 护栏杆件飞溅情况研究
3.1 护栏杆件飞溅轨迹研究
3.1.1 护栏变形过程分析
3.1.2 护栏变形结果分析
3.2 碰撞中杆件的飞溅情况
3.2.1 杆件飞溅初始速度的探究
3.2.2 护栏杆件飞溅轨迹的研究
3.3 本章小结
第4章 护栏杆件对行人二次伤害分析
4.1 飞溅杆件撞击行人模型构建
4.1.1 人体模型的建立
4.1.2 碰撞方案的确立
4.2 评价指标
4.3 仿真结果分析
4.3.1 碰撞能量分析
4.3.2 头部加速度分析
4.4 本章小结
第5章 电池包底部穿刺的二次伤害
5.1 定义碰撞简化模式
5.2 电池包安全标准
5.3 电池包有限元模型建立
5.3.1 SPH-FEM耦合算法原理
5.3.2 电池包模型的建立
5.3.3 电池单体建模
5.3.4 底部穿刺模型的建立
5.4 模拟结果分析
5.4.1 电池SPH-FEM模型有效性验证
5.4.2 箱体损伤机理探究
5.4.3 箱体损伤影响因素探究
5.4.4 内部电池的变形响应
5.5 箱体结构优化
5.5.1 探究横梁的影响
5.5.2 电池包拓扑优化
5.6 本章小结
第6章 城市道路中央隔离护栏结构优化设计与碰撞性能评估
6.1 城市道路中央隔离护栏结构优化设计
6.1.1 结构优化设计要求
6.1.2 结构优化设计思路
6.1.3 结构优化设计结果
6.2 优化后城市道路中央隔离护栏碰撞性能评估
6.2.1 优化护栏碰撞损伤情况
6.2.2 优化后护栏对二次伤害的改善
6.2.3 优化后护栏综合性能对比评价
第7章 总结与展望
7.1 全文工作内容总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢
本文编号：4006639
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 车辆碰撞仿真国内外研究现状
1.2.2 电池包安全性研究及建模方法
1.2.3 拓扑优化研究现状
1.3 目前法规和研究中存在的问题
1.4 主要研究内容及方法
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 汽车护栏碰撞仿真模型建立
2.1 护栏相关法规
2.2 车辆与城市道路中央隔离护栏碰撞事故调研
2.2.1 事故调研
2.2.2 定义汽车与护栏碰撞方案
2.3 构建护栏碰撞模型
2.3.1 有限元理论及软件介绍
2.3.2 建立护栏有限元模型
2.4 整车有限元模型的建立
2.4.1 整车模型构建
2.4.2 有效性验证
2.5 汽车与护栏碰撞仿真的搭建
2.5.1 接触设置
2.5.2 时间步长
2.5.3 碰撞模型可信度验证
2.6 本章小结
第3章 护栏杆件飞溅情况研究
3.1 护栏杆件飞溅轨迹研究
3.1.1 护栏变形过程分析
3.1.2 护栏变形结果分析
3.2 碰撞中杆件的飞溅情况
3.2.1 杆件飞溅初始速度的探究
3.2.2 护栏杆件飞溅轨迹的研究
3.3 本章小结
第4章 护栏杆件对行人二次伤害分析
4.1 飞溅杆件撞击行人模型构建
4.1.1 人体模型的建立
4.1.2 碰撞方案的确立
4.2 评价指标
4.3 仿真结果分析
4.3.1 碰撞能量分析
4.3.2 头部加速度分析
4.4 本章小结
第5章 电池包底部穿刺的二次伤害
5.1 定义碰撞简化模式
5.2 电池包安全标准
5.3 电池包有限元模型建立
5.3.1 SPH-FEM耦合算法原理
5.3.2 电池包模型的建立
5.3.3 电池单体建模
5.3.4 底部穿刺模型的建立
5.4 模拟结果分析
5.4.1 电池SPH-FEM模型有效性验证
5.4.2 箱体损伤机理探究
5.4.3 箱体损伤影响因素探究
5.4.4 内部电池的变形响应
5.5 箱体结构优化
5.5.1 探究横梁的影响
5.5.2 电池包拓扑优化
5.6 本章小结
第6章 城市道路中央隔离护栏结构优化设计与碰撞性能评估
6.1 城市道路中央隔离护栏结构优化设计
6.1.1 结构优化设计要求
6.1.2 结构优化设计思路
6.1.3 结构优化设计结果
6.2 优化后城市道路中央隔离护栏碰撞性能评估
6.2.1 优化护栏碰撞损伤情况
6.2.2 优化后护栏对二次伤害的改善
6.2.3 优化后护栏综合性能对比评价
第7章 总结与展望
7.1 全文工作内容总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢
本文编号：4006639
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