汽車前防撞梁耐撞性分析及其輕量化研究.pdf

1、隨著我國(guó)汽車銷量的快速增長(zhǎng)，各類汽車碰撞事故不斷發(fā)生，給人們?cè)斐删薮蟮奈：ΑＦ嚽胺雷擦鹤鳛榕鲎舶l(fā)生時(shí)首先接觸被撞物體的車身部件，其耐撞性對(duì)整車的被動(dòng)安全性起到了關(guān)鍵作用，需要進(jìn)行深入研究。與此同時(shí)，可以通過合理地采用輕質(zhì)材料及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減輕包括防撞梁在內(nèi)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的重量，進(jìn)一步提升整車的輕量化水平。
　　本課題在詳細(xì)介紹國(guó)內(nèi)外汽車碰撞安全領(lǐng)域及車用碳纖維材料領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以一款轎車的前防撞梁為研究對(duì)象，利用VPG軟件完

2、成碰撞模型的建立，以LS-DYNA軟件為仿真平臺(tái)，對(duì)低速碰撞下防撞梁的耐撞性及變形過程進(jìn)行了仿真和詳細(xì)分析。針對(duì)其不足之處，提出了一款由雙層防撞梁和吸能盒組成的保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)。其中，防撞梁為碳纖維材質(zhì)，吸能盒為鋁合金材質(zhì)。通過對(duì)幾種形狀的吸能盒壓潰過程的仿真分析，證明了折紋薄壁管是吸能效果最好的形式，并確定了使新保險(xiǎn)杠耐撞性最佳的吸能盒厚度。
　　結(jié)合常見的碳纖維材料鋪層形式，給出了幾種不同的防撞梁鋪層，通過分析仿真結(jié)果，得出了最佳鋪

3、層形式。采用響應(yīng)面法，對(duì)改進(jìn)后的防撞梁中幾個(gè)部分的厚度進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化。通過最小二乘法擬合出了目標(biāo)函數(shù)，并求得了最優(yōu)值。與優(yōu)化前相比，優(yōu)化后的新防撞梁更輕質(zhì)，能兼顧吸能與加速度控制，并大幅降低了低速碰撞下的最大應(yīng)力值。與原車型的防撞梁相比，新保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)顯著提升了低速碰撞下的耐撞性，并降低了重量。
　　通過建立整車碰撞仿真模型，對(duì)比了高速碰撞下整車在優(yōu)化前后耐撞性的差異。仿真結(jié)果表明，新保險(xiǎn)杠在高速碰撞下也顯著提升了整車的被動(dòng)安全性