某suv車型側(cè)圍部件對側(cè)面碰撞性能影響的研究

《某suv車型側(cè)圍部件對側(cè)面碰撞性能影響的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、某SUV車型側(cè)圍部件對側(cè)面碰撞性能影響的研究王希珂汽車T程系摘要：汽車側(cè)謝是車身中較為薄弱的部位，優(yōu)化設(shè)計側(cè)圍部件結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度對增強(qiáng)汽車側(cè)面抗撞性尤為重要。針對國內(nèi)某款SUV建立側(cè)而碰撞科限元模型，按照法規(guī)對進(jìn)行側(cè)而碰撞仿真，分析系統(tǒng)中的能呈驗證了模型的有效性。通過對比改進(jìn)侃后關(guān)鍵點的速度、侵入M、加速度的數(shù)值，基于試驗設(shè)計和響應(yīng)而方法來實現(xiàn)側(cè)圍關(guān)鍵部件剛強(qiáng)度的匹配，提出了提高側(cè)而抗撞性的方案丼驗證了響/、V:而法在提商結(jié)構(gòu)抗撞性方而的有效性。關(guān)鍵詞：側(cè)而抗撞性；優(yōu)化設(shè)計；剛強(qiáng)度匹配；試驗設(shè)計；響應(yīng)而方法據(jù)報告顯示，在2009年我國發(fā)生

2、的238351起交通事故中，死亡人數(shù)有67759人、受傷人數(shù)高達(dá)275125人，共造成9.1億元財產(chǎn)損失。2010年我國公安部統(tǒng)計數(shù)椐W.示在全國Jt?接報的3906164起交通事故中側(cè)面碰攛占31.9%,相比于2009年增長35.9%。側(cè)淅碰撞安全性已成為汽車被動安全性研究的-項重要課題m。相對于歐芙等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家而言我國對側(cè)面碰撞的研究起步較晚，隨若我國側(cè)時碰撞法規(guī)的實施，優(yōu)化側(cè)圍結(jié)構(gòu)部件，提高汽車的側(cè)面抗攛性，減少乘員在碰攛事故中的損傷程度，成為側(cè)碰撞研究的重點。目前，在非線性問題(如抗撞性)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究中，響應(yīng)面法得到廣泛應(yīng)

3、用。響應(yīng)面法作為一種統(tǒng)計和數(shù)學(xué)方法，主要用于“開發(fā)、改進(jìn)、優(yōu)化”。如今，響應(yīng)面方法川于優(yōu)化設(shè)計屮，即通過構(gòu)造合理的試驗設(shè)計來構(gòu)建H標(biāo)、約束同設(shè)計變S之間的近似函數(shù)［21。通過構(gòu)造響座面模型，可以減少優(yōu)化問題求解的計算量，提高優(yōu)化效率。在提高汽車抗撞性方面，經(jīng)常使用的方法和措施有：應(yīng)川島強(qiáng)度鋼板、修改部件截面形狀、增加板材厚度、使用結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件。本文中通過使用高強(qiáng)度鋼板以及增加板材厚度的方法來優(yōu)化側(cè)闈的剛強(qiáng)度。在研究吋，使用:d?:交試驗設(shè)計和綜合平衡法優(yōu)化側(cè)鬧部件材料；使用均勻試驗設(shè)計和響應(yīng)ifii法優(yōu)化側(cè)鬧部件的厚度。1、試驗設(shè)計與響應(yīng)面方

4、法1.1試驗設(shè)計試驗設(shè)計(DesignofExperiments,DOE)屈干數(shù)理統(tǒng)計的范疇，是進(jìn)行科學(xué)研究的重要丁.具。試驗設(shè)計的任務(wù)是結(jié)合理論專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，科學(xué)的安排試驗，有效地控制干擾，最大程度的獲得可靠的資料，找出解決間題的方法以及獲得最優(yōu)的方案。正交試驗設(shè)計是最常用的試驗設(shè)計方法之一，“均衡分布，綜合可比”是其最顯著的特點。正交試驗設(shè)計的基木T具是正交表，均衡分布性是正交表的核心。均勻設(shè)計作為一種試驗設(shè)計方法只考慮試驗點在試驗范W內(nèi)“均勻分布”，而不考慮“整齊對比”，因而其試驗次數(shù)大大減少。當(dāng)試驗因素變化范圍較大，選収的水平

5、數(shù)較多時，采用均勻沒計討以極大地減小試驗次數(shù)。均勻沒計M樣利用一套表格來安排實驗，其所川的表格稱為均勻設(shè)計表［31，毎個設(shè)計表都附奮一個使川表。1.2響應(yīng)面方法響應(yīng)面方沈(ResponseSurfaceMethod,RSM)作為一種優(yōu)化設(shè)計的近似模型技術(shù)是根據(jù)己知點的響成信息對未知點的響極值做岀預(yù)測的數(shù)學(xué)冋歸方法，通過一定量的試驗值來擬合一個能夠近似表達(dá)輸出和設(shè)計變景關(guān)系的多項式1叫歸函數(shù)。最常用的響應(yīng)面模型是一階和二階冪多項式，二階模型模擬的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，能夠精確逼近實際工程，具有較高的使用價值，其具體的表示形式為：?=A)++全(1)/

6、=1Z=1i>j?J式中：羅為響應(yīng)值；X,為設(shè)計變量;我為Xi線性效應(yīng)；為&和之間的交互效應(yīng)；為人的二次效應(yīng)；々為設(shè)汁變設(shè)的個數(shù)。多項式待定系數(shù)的確定采用最小二乘法，將式(1)寫成矩陣形式：y=X/3+E(2)待定系數(shù)的敁小二乘佔計為：fi=(XTWy(3)2、側(cè)面碰撞有限元模型的建立2.1整車有限元模型的建立在HYPERMESH軟件屮對整車模型進(jìn)行奮限元網(wǎng)格劃分。對于tl車身采川売單元劃分網(wǎng)格，對發(fā)動機(jī)、變速器等剛性結(jié)構(gòu)采用實體單元劃分網(wǎng)格。使用SPOTWELD形式模擬車身上的焊點，實現(xiàn)各個部件之間的連接；使用RIGID剛性單元模擬螺栓

7、等剛性很人的連接。整車模型總共乜含單元數(shù)627455個，-其中585889個殼單元，而三角形單元數(shù)僅占總單元數(shù)的4.9%。最終用于汁算分析的整車模型如閣1所示。圖1整車冇限元校型2.2可移動變形壁障模型的建立木文根裾《GB20071-2006汽車側(cè)而碰撞的乘員保護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)對移動可變形壁障MDB(MobileDeformableBarrier)的耍求逮立有限元模型，如圖2所示。圖2吋移動變形呼:吣校袱3、側(cè)面碰撞有限元模型的驗證設(shè)定移動變形壁障沿r方句以5()km/h的初速度乖莨撞h'd整車，整個碰撞時叫為120ms。在驗證側(cè)而仿真模型的冇效性

8、時，由碰撞系統(tǒng)屮各能朵的變化怡況來對K進(jìn)行評價，閹3為碰撞過程中系統(tǒng)能量變化閣。由I冬I可知，系統(tǒng)總能M基本保持不變，主要柯動能、內(nèi)能、沙漏能和滑移界而能構(gòu)成，這四種能M的總和略