車身保險(xiǎn)杠碰撞仿真分析及輕量化研究.pdf

1、本研究以國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃課題“可重構(gòu)白車身制造生產(chǎn)線規(guī)劃智能化平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)”中的輕量化車身研究項(xiàng)目為背景，對(duì)國(guó)內(nèi)某車型前保險(xiǎn)杠進(jìn)行了安全性和輕量化研究。 汽車在低速行駛發(fā)生碰撞時(shí)，保險(xiǎn)杠通過(guò)自身的變形吸收碰撞能量，撞后能自動(dòng)恢復(fù)，以保證車身其它零部件及乘員的安全；在高速碰撞中，保險(xiǎn)杠迅速的將碰撞力合理的分散給整個(gè)車身，以保證乘員的安全。因此，研究保險(xiǎn)杠的碰撞吸能特性，探討保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)于汽車安全設(shè)計(jì)具有重要意義。

2、同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保，降低世界能源消耗和緩解環(huán)境壓力，面向輕量化的保險(xiǎn)杠優(yōu)化設(shè)計(jì)已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一項(xiàng)關(guān)鍵性研究課題。 本研究在闡述了國(guó)內(nèi)外汽車碰撞被動(dòng)安全性的研究方法、研究概況、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及保險(xiǎn)杠碰撞研究概況和相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)FMVSS581保險(xiǎn)杠碰撞法規(guī)，建立了擺錘對(duì)保險(xiǎn)杠低速碰撞的有限元模型，對(duì)國(guó)內(nèi)某車型前保險(xiǎn)杠進(jìn)行了4km/h正面碰撞和2.5km/h角度碰撞仿真分析，獲得了兩種不同碰撞過(guò)程中的保險(xiǎn)杠變形、

3、最大加速度、結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力和等效塑性應(yīng)變、吸能等參數(shù)，并對(duì)保險(xiǎn)杠碰撞性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。 在此基礎(chǔ)上，本研究從材料和結(jié)構(gòu)兩方面對(duì)保險(xiǎn)杠進(jìn)行了輕量化研究。采用兩種輕量化材料7075鋁合金和高強(qiáng)度SMC（玻璃鋼）替代原保險(xiǎn)杠材料，通過(guò)對(duì)不同材料保險(xiǎn)杠的低速碰撞性能分析，表明高強(qiáng)度SMC材料的保險(xiǎn)杠輕量化效果較好。接下來(lái)以輕量化為目的，進(jìn)一步對(duì)高強(qiáng)度SMC材料保險(xiǎn)杠在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化。計(jì)算表明，優(yōu)化后的新型保險(xiǎn)杠在滿足FMVSS581碰撞法