汽车侧面柱碰撞的仿真分析及结构改进

发布时间：2017-09-06 22:38

  本文关键词：汽车侧面柱碰撞的仿真分析及结构改进

  更多相关文章： 侧面柱碰撞 侧面碰撞 耐撞性 有限元 优化设计

【摘要】：随着国内汽车保有量的增加,道路交通安全事故给人们带来的伤害和经济损失也越来越严重。中国道路和交通情况较为复杂,所以汽车在行驶过程中因侧滑或跑偏而撞上路边的树木或者杆子的例子也屡见不鲜。因汽车侧面结构相对于正面结构来说没有很大的变形吸能缓冲区,而且柱子类型的碰撞物体更容易使侧面车体严重变形,所以在发生侧面柱形式的碰撞时,乘员极易发生伤亡,因此对汽车侧面柱碰撞的研究是极其有必要的。本文由此展开,根据E-NCAP相关试验标准,采用有限元分析方法,基于Hyperworks以及LS-DYNA等软件,对某车型的侧面柱碰撞进行了研究分析。本文在验证过整车有限元模型后,分别建立了MDB侧面碰撞和侧面柱碰撞仿真分析模型,对MDB侧面碰撞和侧面柱碰撞进行了比较分析。比较发现侧面柱碰撞会造成车体侧面结构的较大“V”型侵入,车门、门槛和B柱下部均变形严重,对乘员的安全构成严重威胁,尤其是头部和胸部受到伤害的可能性更高。因此,本文针对侧面柱碰撞,以车门对应假人胸部处侵入量和车体侧向加速度为评价指标,采用正交试验和多因素权重优化方法,对此车型侧面结构一些部件的结构、材料及板厚提出了相应的改进措施。对此最优方案进行验证后,发现此改进举措在一定程度上提高了车辆的侧面耐撞性能,降低了乘员伤亡的可能性。同时,整车对MDB的耐撞性能也有一定的提高,所以可以将提升整车侧面柱碰撞的耐撞性能作为首要考虑的位置。本文的研究过程对改进车辆的侧面碰撞安全性和降低乘员损伤风险具有一定的参考意义。
【关键词】：侧面柱碰撞 侧面碰撞 耐撞性 有限元 优化设计
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14;U463.83
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 汽车侧面侧面柱碰撞研究的背景及意义7-9
• 1.2 研究发展情况9-11
• 1.2.1 汽车碰撞研究方法9
• 1.2.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 侧面柱碰撞安全法规11-13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 2 汽车碰撞仿真基本理论和优化方法15-23
• 2.1 有限元法基本理论15-21
• 2.1.1 有限元控制方程15-16
• 2.1.2 空间有限元离散16-17
• 2.1.3 薄壳单元17-19
• 2.1.4 显式时间积分与时间步长控制19-21
• 2.2 试验设计和优化设计方法21-22
• 2.2.1 试验设计方法21
• 2.2.2 优化方法21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 整车仿真模型的建立及有效性验证23-37
• 3.1 整车有限元模型的建立23-30
• 3.1.1 建立有限元模型的流程23-24
• 3.1.2 模型的几何清理和网格划分24-28
• 3.1.3 材料类型及选取28
• 3.1.4 部件的连接28-30
• 3.1.5 接触的定义30
• 3.2 整车有限元模型的有效性验证30-36
• 3.2.1 系统能量曲线31-32
• 3.2.2 车体变形对比32-35
• 3.2.3 测量点传感器输出曲线对比35-36
• 3.2.4 仿真与试验对比结论36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 整车侧面碰撞的仿真分析37-49
• 4.1 MDB侧面碰撞37-40
• 4.1.1 移动可变形壁障（MDB）37
• 4.1.2 整车侧面碰撞仿真模型的建立37-38
• 4.1.3 测量点的选取38-40
• 4.2 侧面柱碰撞40-41
• 4.3 两种侧面碰撞车体响应的对比分析41-47
• 4.3.1 碰撞过程的能量曲线41-42
• 4.3.2 车体变形42-43
• 4.3.3 能量吸收量43-44
• 4.3.4 加速度44-45
• 4.3.5 侵入速度45-46
• 4.3.6 侵入量46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 5 整车侧面柱碰撞的改进措施49-75
• 5.1 车身侧面结构的改进措施49-58
• 5.1.1 改进措施分析49-50
• 5.1.2 车门防撞梁结构改进的研究50-51
• 5.1.3 具体改进措施51-53
• 5.1.4 改进措施的仿真结果对比53-58
• 5.2 厚度材料的进一步优化分析58-62
• 5.2.1 正交试验设计58-59
• 5.2.2 优化方案选取59-62
• 5.3 优化方案的验证62-67
• 5.4 优化方案对于MDB侧面碰撞的影响67-72
• 5.5 本章小结72-75
• 6 全文总结及展望75-77
• 6.1 全文总结75
• 6.2 工作展望75-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-81

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本文编号：805858