汽車前端薄壁結(jié)構(gòu)斜向耐撞性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、安全性設(shè)計(jì)是現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何提高汽車的耐撞性成為了研究的熱點(diǎn)問題。薄壁吸能結(jié)構(gòu)因其良好的能量吸收能力被廣泛應(yīng)用在汽車、船舶、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域。對(duì)汽車車身上的薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐撞性研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以有效地提高汽車的耐撞性能?，F(xiàn)實(shí)交通事故形式復(fù)雜，沖擊載荷工況多種多樣。薄壁管是汽車車身上最為典型的結(jié)構(gòu)形式，其性能好壞顯著影響著汽車的碰撞安全。前人對(duì)薄壁管的研究主要針對(duì)軸向壓縮工況，但現(xiàn)實(shí)中汽車斜角碰撞的工況更為普遍，所以

2、對(duì)薄壁管斜向沖擊載荷作用下的耐撞性能研究具有重要意義。
　　本文以薄壁管為研究對(duì)象，采用有限元數(shù)值仿真以及近似代理模型技術(shù)等設(shè)計(jì)方法作為研究手段，對(duì)影響薄壁管斜向沖擊下吸能性能的相關(guān)結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，通過參數(shù)分析研究薄壁管結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)斜向碰撞的性能表現(xiàn)的影響，為后續(xù)薄壁管斜向耐撞性設(shè)計(jì)提供參考。研究發(fā)現(xiàn)錐形薄壁管相較于一般薄壁直管具有更好的抗彎折能力，因此使用該種構(gòu)型的薄壁管作為耐撞性設(shè)計(jì)初始結(jié)構(gòu)。對(duì)泡沫鋁填充

3、的薄壁管進(jìn)行耐撞性分析，比較密度以及填充方式對(duì)耐撞性的影響，提出了泡沫鋁密度梯度填充的構(gòu)型。對(duì)密度梯度填充型式的薄壁管進(jìn)行碰撞仿真，發(fā)現(xiàn)其在軸向和斜向碰撞過程中均有良好的性能表現(xiàn)。進(jìn)一步對(duì)多胞薄壁管進(jìn)行耐撞性研究。研究表明多胞結(jié)構(gòu)在軸向碰撞中變形模式較為穩(wěn)定，本文對(duì)7種構(gòu)型錐形多胞錐形薄壁管進(jìn)行斜向耐撞性分析，選取吸能潛力最佳的結(jié)構(gòu)，采用代理模型技術(shù)和誘導(dǎo)變形的方法，對(duì)錐形多胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在兼顧軸向耐撞性的同時(shí)顯著提升斜向耐撞