汽車車架碰撞安全性分析及其優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、安全、節(jié)能、環(huán)保是二十一世紀汽車工程領(lǐng)域具有重大意義的研究熱點，而汽車的被動安全性是汽車安全性研究的重要環(huán)節(jié)。對于非承載式車身結(jié)構(gòu)的車輛來說，車架是汽車碰撞中最主要的吸能元件，50％以上的撞擊能量均為車架所吸收，因此研究車架的碰撞特性有著重要意義。 本文針對某越野車車架碰撞安全性不足的問題，進行了深入研究和分析。通過幾何清理、中面抽取、網(wǎng)格劃分、單元質(zhì)量控制等技術(shù)，建立了高質(zhì)量的車架有限元網(wǎng)格模型；以Johnson-Cook本構(gòu)

2、方程為基礎(chǔ)，通過拉伸試驗等手段，得到了車架有限元分析的材料模型；通過設(shè)置相應(yīng)的邊界條件，對車架進行了有限元剛度分析和模態(tài)分析，驗證了該車架剛度的可靠性并得到了車架結(jié)構(gòu)的各階固有頻率和振型特性。從汽車對固定墻壁的正面碰撞特性、汽車與汽車正面碰撞的有效模型、汽車與汽車前部偏置碰撞以及汽車前部對固定壁偏置碰撞等方面研究了汽車碰撞的力學(xué)分析方法，研究結(jié)果表明幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對汽車碰撞特性的影響有著重要意義。 重點研究了車架上的幾種典型薄壁梁

3、結(jié)構(gòu)：S型薄壁梁、薄壁梁誘導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)以及變截面梁結(jié)構(gòu)等。通過提取實際車架上使用的S梁特征參數(shù)，建立了S梁的碰撞模型，并對多變量的S梁進行了因素顯著性分析。將響應(yīng)面法與遺傳算法結(jié)合起來對S梁進行抗撞性優(yōu)化分析，得到了S梁的最優(yōu)設(shè)計參數(shù)。在分析各種誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種變形誘導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)。并以此為基礎(chǔ)，通過比較各種不同截面薄壁梁的碰撞特性，提出了一種有效的變截面誘導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)。將有限元分析與試驗設(shè)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等結(jié)合起來對該變截面梁