薄壁梁拼焊板與泡沫填充材料耐撞性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，汽車逐漸成為人們出行的最重要交通工具。汽車產(chǎn)量與保有量急劇增加帶來愈發(fā)嚴重的安全問題。因此，汽車安全性能標(biāo)準(zhǔn)也需隨之提高。而提高汽車安全性能的一個重要途徑是增強汽車前艙變形區(qū)域的吸能性能。汽車前艙的重要吸能結(jié)構(gòu)——前縱梁是提高前艙吸能性能的關(guān)鍵。前縱梁通常采用薄壁梁結(jié)構(gòu)，薄壁梁結(jié)構(gòu)由于可產(chǎn)生高度壓潰的變形模式而具有優(yōu)良的吸能性能。同時因其質(zhì)量輕、價格低而被廣泛使用，本文主要研究薄壁梁結(jié)構(gòu)的耐撞性能。
　　首先，在薄

2、壁梁耐撞性能研究過程中，評價指標(biāo)之間經(jīng)常出現(xiàn)部分性能指標(biāo)相互矛盾導(dǎo)致對薄壁梁綜合性能的優(yōu)劣較難判斷。本文在薄壁梁拼焊板多工況耐撞性能研究中發(fā)現(xiàn)，無法通過直觀判斷來評定各設(shè)計參數(shù)下試件在多工況下的性能排名。因而，本文引入了一種新型評價方法即 COPRAS評價方法，結(jié)合性能矩陣，根據(jù)各評價指標(biāo)的重要性對其進行權(quán)重比定量分析，最終對拼焊板的耐撞性能進行綜合評價。結(jié)果表明，該評價方法能夠高效、客觀地評價各設(shè)計變量下試樣的綜合耐撞性能，具有很高的

3、工程應(yīng)用價值。
　　其次，建立臺車碰撞有限元仿真模型，并以高速動態(tài)下的拼焊板碰撞試驗驗證了該模型的精度。針對薄壁梁拼焊板，研究其在不同材料牌號、板料厚度下的耐撞性能，并同時考察正面碰撞與斜面碰撞兩種工況，結(jié)合 COPRAS評價方法評價其綜合耐撞性能。研究結(jié)果表明，采用合理的材料牌號與板料厚度的拼焊板組合形式能夠顯著提高薄壁梁的綜合耐撞性能。
　　最后，研究泡沫金屬填充材料對薄壁梁耐撞性能的影響。結(jié)合徑向基代理模型以及多目標(biāo)優(yōu)

4、化算法，以薄壁梁截面尺寸、板料厚度以及泡沫金屬密度為設(shè)計參數(shù)，得出純軸向以及幾種斜碰角度下的以 SEA(比吸能)和PCF(碰撞力峰值)為優(yōu)化目標(biāo)的Pareto前沿。研究結(jié)果表明，采用泡沫金屬填充材料能夠提高薄壁梁的耐撞性能，其中在特定碰撞角度下相對非填充結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢。
　　本文以提高薄壁梁耐撞性能為出發(fā)點，分別結(jié)合拼焊板技術(shù)以及泡沫金屬填充結(jié)構(gòu)對薄壁梁耐撞性能進行了研究。通過本文的研究得到了利用拼焊板技術(shù)和添加泡沫金屬填充材料