轎車正面碰撞安全仿真及其車身結(jié)構(gòu)耐撞性研究

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1、分類號(hào)U461.91單位代碼10618密級(jí)公開學(xué)號(hào)2120044001碩士學(xué)位論文轎車正面碰撞安全仿真及其車身結(jié)構(gòu)耐撞性研究研究生姓名：李旺導(dǎo)師姓名及職稱：曹源文教授申請(qǐng)學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)位授予單位重慶交通大學(xué)一級(jí)學(xué)科名稱機(jī)械工程論文提交日期2015年4月20日二級(jí)學(xué)科名稱車輛工程論文答辯日期2015年5月31日2015年5月日重戾交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：巧呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集

2、體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：＾月／々日重慶交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重慶交通大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可、。同時(shí)授權(quán)中國科１＾＾采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文學(xué)技術(shù)信息研究所將本人學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并進(jìn)行信息服務(wù)（包括但不限于匯編、復(fù)制、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳

3、播等），同時(shí)本人保留在其他媒體發(fā)表論文的權(quán)利。４ｋ學(xué)位論文作者簽名；指導(dǎo)教師簽名：口曰期．年＾月，日曰期；抑年／月／曰／／王本人同意將本學(xué)位論文提交至中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社ＣＮＫＩ系》列數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)布，并按《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。斗％＼學(xué)位論文作者簽名；指導(dǎo)教師簽名；食喊日期：如年＾月＾日日期年＾月Ａ日／／SimulationandBodyStructuralCrashworthinessResearchofVehicleFrontalCrashADissertationSu

4、bmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiWangSupervisor：Prof.CaoYuanwenChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要在汽車安全性的研究中汽車碰撞實(shí)驗(yàn)是最為準(zhǔn)確而且可靠的方法之一。要開發(fā)一款新車型，必須要通過實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證其耐撞性能及安全性能。但此類實(shí)驗(yàn)是一種對(duì)樣車進(jìn)行的破壞性實(shí)驗(yàn)，有時(shí)僅僅為了檢驗(yàn)一項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，需要重復(fù)幾次地進(jìn)行碰撞實(shí)驗(yàn)，費(fèi)用相當(dāng)昂貴，準(zhǔn)備周期也較長。所以通過使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)汽車碰撞進(jìn)行仿真計(jì)算來指導(dǎo)和取代部分實(shí)車實(shí)驗(yàn)工作，就成為汽

5、車碰撞安全性研究的一種必然趨勢(shì)。仿真計(jì)算可以在汽車設(shè)計(jì)及優(yōu)化改進(jìn)過程中提供一些基本規(guī)律和指導(dǎo)方向，這樣就避免了大量的重復(fù)嘗試性工作，既減少了開發(fā)成本，又縮短了開發(fā)周期。碰撞安全性研究始終貫穿于整車研發(fā)過程。發(fā)生碰撞事故時(shí)為了保障乘員的安全，主要是依靠車身的抗變形能力、耐撞性能以及相應(yīng)的安全措施（如車身強(qiáng)度、吸能結(jié)構(gòu)、內(nèi)部設(shè)施強(qiáng)度、安全帶、逃逸出口等）來提高安全性能，其中一種很重要的途徑就是改進(jìn)汽車的碰撞吸能結(jié)構(gòu)以及車身變形模式，提高汽車的耐撞性能。本文選取國內(nèi)某款轎車為研究對(duì)象，首先根據(jù)其3D數(shù)據(jù)模型和基本技術(shù)數(shù)據(jù)，應(yīng)用Hypermesh建立了正面碰撞仿真系統(tǒng)，利用LS

6、-DYNA求解器對(duì)有限元模擬系統(tǒng)進(jìn)行求解計(jì)算；其次通過求解結(jié)果中的系統(tǒng)基本能量曲線變化以及實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)的車身變形模式，驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性與可靠性。同時(shí)對(duì)正面碰撞的重要指標(biāo)：B柱下端加速度、整車以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的變形情況、沖擊力傳遞情況進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，考察了該車的碰撞安全性能；最后在碰撞的仿真結(jié)果的基礎(chǔ)之上，描述了響應(yīng)指標(biāo)的控制思路，確定汽車前部吸能區(qū)的關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)為前縱梁，單獨(dú)分析了前縱梁的折彎原因并且提出改進(jìn)優(yōu)化方案控制其變形模式。在彈塑性力學(xué)分析基礎(chǔ)上對(duì)前縱梁在碰撞過程中的穩(wěn)定性和吸能性進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用遺傳算法對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行再次優(yōu)化。通過兩次優(yōu)化，

7、前縱梁變形模式由彎折變形變?yōu)闈⒖s變形，并且提高了其吸能量，降低了B柱下端加速度峰值以及前圍板的最大侵入量，提高了整車碰撞安全性能，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。本文研究結(jié)果符合汽車碰撞仿真的基本規(guī)律，對(duì)汽車的正面碰撞模擬仿真和車身的結(jié)構(gòu)耐撞性研究提供了借鑒。關(guān)鍵詞：安全性；正面碰撞；耐撞性；前縱梁；優(yōu)化ⅠABSTRACTAutomotivecrashtestisthemostaccurateandreliablemethodinthevehiclesafetyresearch.Theautomotivecrashworthinessisverifie