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1、第53卷第1期V01．53No．1農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2015年1月January2015doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2015．01．006汽車(chē)前縱梁正面碰撞仿真及其優(yōu)化研究李旺，曹源文(400074重慶市重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院)[摘要]前縱粱是汽車(chē)前碰撞中的主要吸能部件，其吸能特性和變形模式?jīng)Q定著碰撞過(guò)程中車(chē)身加速度響應(yīng)和力的傳遞路徑．對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)耐撞性有顯著影響。為了分析研究前縱梁的變形模
2、式和吸能效果，應(yīng)用HYPERMESH／IJs—DYNA建立了有限元模型．進(jìn)行了正面碰撞試驗(yàn)的數(shù)值仿真。結(jié)果顯示．與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。根據(jù)仿真結(jié)果。對(duì)前縱梁進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，再根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)前縱梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真驗(yàn)證，改善了前縱梁變形模式。提高了其吸能能力．驗(yàn)證了優(yōu)化方案的可行性。[關(guān)鍵詞]前縱梁；吸能特性；變形模式；仿真；優(yōu)化[中圖分類(lèi)號(hào)]U467．14[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]1673—3142(2015)01—0024—04FrontCrashSimulationandOptimizatio
3、nResearchofVehicleFrontLongiitudinalBeamLiWang，CaoYuanwen(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)[Abstract]Frontlongitudinalbeamsarethemainenergyabsorbingcomponentsinthefrontalcrash，whoseenergyabsorpti
4、onanddeformationmodedeterminethebodyaccelerationresponseandforcetransferpath，withasignificantimpactonthevehiclecrashworthiness．Inordertostudythedeformationmodeandenergyabsorptioneffectofthefrontlongitudinalbeams，thefiniteelementmodelwasbuiltviahypermesh／l
5、s-dyna．Theresultofthecrashsimulationwasconsistentwiththetestresult．Muhi-ob—jectiveoptimizationwascarriedoutonthefrontlongitudinalbeamsaccordingtothesimulationresult．ThenthestructuredesignimprovementwastakenbasedOntheoptimization．Theconclusionsweredrawnand
6、verifiedwithsimulation．Someimprovementsofdeformationmodeandtheenergyabsorptionabilitywereachievedaccordingtothesimulationresult，whichverifiedthefeasi-bilityoftheoptimizationscheme．[Keywords]frontlongitudinalbeam；energyabsorption；deformationmodel；simulatio
7、n；optimization0引言汽車(chē)碰撞安全性能是汽車(chē)各項(xiàng)性能中最重要的性能。100％重疊率正面碰撞占汽車(chē)正面碰撞的42％，其他各類(lèi)正面碰撞占58％【1]。在汽車(chē)發(fā)生正面碰撞時(shí)，汽車(chē)主要靠前部的吸能部件的潰縮和塑性變形完成能量的耗散，以減少乘員所承受沖擊．從而保證乘員的安全。其中前部的主要吸能部件有前縱梁、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等車(chē)身前部薄壁部件圈。在這些薄壁部件中，以前縱梁的吸能作用最為明顯。有關(guān)研究證明[31．汽車(chē)以40kⅡ以的初速度發(fā)生正面碰撞時(shí)，前縱梁可以吸收50％～70％的碰撞能量。汽車(chē)前縱梁要保證
8、良好的吸能．并能很好地保護(hù)乘員。需要從以下幾個(gè)方面去保證：1)能量必須以不可逆轉(zhuǎn)的形式轉(zhuǎn)換，碰撞中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為材料變形的塑性變形能。收稿日期：2014—09—17修回日期：2014—11-112)在變形過(guò)程中，必須以平穩(wěn)的潰縮完成吸能過(guò)程，其最大峰值應(yīng)小于安全值。3)其吸能距離需要進(jìn)行控制，保留足夠的安全距離以保證乘員安全。4)在碰撞中．載荷的情況具有很大的不確定性，前縱梁必須具有一定的抗干擾變形能力，保證在不同載荷情況下以規(guī)
