蜂窩材料面內(nèi)沖擊吸能性能優(yōu)化及在電動汽車耐撞性設(shè)計中的應(yīng)用.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文蜂窩材料面內(nèi)沖擊吸能性能優(yōu)化及在電動汽車耐撞性設(shè)計中的應(yīng)用OptimizationoftheEnergyAbsorptionCharacteristicsofHoneycombMaterialunderIn—planeImpactandItsApplicationintheCrashworthinessDesignofanElectricVehicle學(xué)號：31122005指導(dǎo)教師：丘昌(副塾握2完成日期：坌Q!墨生

2、壘旦曼Q旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要蜂窩材料具有輕質(zhì)，塑性變形穩(wěn)定以及能量吸收性能好等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天以及工程建筑等領(lǐng)域。目前針對蜂窩材料沖擊性能的研究多集中于其面外吸能性能，即沖擊速度方向平行于蜂窩材料軸線方向。最新研究表明，蜂窩材料在面內(nèi)沖擊載荷(沖擊速度方向與材料軸向正交)作用下的吸能特性更能體現(xiàn)出自身優(yōu)點，也更具有工程應(yīng)用價值，因此，

3、本文開展了蜂窩材料的面內(nèi)沖擊吸能特性研究，并將該吸能材料應(yīng)用與一款小型純電動汽車的結(jié)構(gòu)耐撞性設(shè)計中，提高了汽車的碰撞安全性。首先，基于顯式動力學(xué)有限元方法分析了面內(nèi)沖擊載荷作用下，在固定區(qū)域內(nèi)填充的六邊形蜂窩材料胞體的五個幾何參數(shù)(斜邊壁厚≠卜豎直邊壁厚th、斜邊長度Z、豎直邊長度h及斜邊與豎直邊間的夾角穢)對其總吸能、總質(zhì)量以及比吸能的影響，得到如下結(jié)論：蜂窩材料的總質(zhì)量、總吸能及比吸能與其胞元的斜邊和豎直邊壁厚呈正相關(guān)；與斜邊和豎直

4、邊長度呈負(fù)相關(guān)；隨著胞元斜邊與豎直邊之間的夾角的增大，蜂窩材料總質(zhì)量和總吸能呈現(xiàn)先減后增的變化，而比吸能則呈現(xiàn)先增后減的變化。在上述研究基礎(chǔ)上，以固定區(qū)域內(nèi)填充的蜂窩材料胞體的五個幾何參數(shù)為設(shè)計變量，以總質(zhì)量最小、總吸能最大為目標(biāo)，并基于響應(yīng)面方法，對面內(nèi)不同沖擊速度下的蜂窩材料參數(shù)，進行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，得到了多目標(biāo)優(yōu)化問題的Pareto前沿曲線。通過對優(yōu)化結(jié)果進行分析得出如下結(jié)論：蜂窩材料的總質(zhì)量與總吸能呈正相關(guān)；同時面內(nèi)沖擊速度對蜂