本文關(guān)鍵詞：異質(zhì)金屬單帽形薄壁管碰撞性能研究

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【摘要】：安全、節(jié)能、環(huán)保一直以來都是汽車設(shè)計制造過程中的三大主題,因此,異質(zhì)金屬車身引起汽車企業(yè)的廣泛關(guān)注,其中主要影響汽車碰撞吸能特性和輕量化程度的異質(zhì)金屬前縱梁性能成為當今汽車領(lǐng)域的研究熱點之一。而作為前縱梁最恰當?shù)暮喕Y(jié)構(gòu),單帽形異質(zhì)金屬薄壁管碰撞性能的研究具有重要的意義。首先,本文進行了異質(zhì)金屬單帽管軸向準靜態(tài)壓縮試驗,并根據(jù)試驗結(jié)果驗證了有限元建模方法。基于該有限元模型對比研究了異質(zhì)金屬單帽管和單一金屬單帽管的軸向碰撞性能,發(fā)現(xiàn)鋼鋁混合單帽管相比于鋼質(zhì)單帽管具有更好的吸能效率和更高的輕量化水平。在此基礎(chǔ)上,還進行了幾何參數(shù)分析,分別對比分析了帽形板厚度和面板厚度對不同材料組合單帽管的整體性能影響,發(fā)現(xiàn)帽形板厚度的增大會顯著提高單帽管的吸能和比吸能水平,而面板厚度的增加對單帽管吸能效果的提升作用相對較小。并且在大多數(shù)的厚度組合下,異質(zhì)金屬單帽管均具有良好的碰撞性能表現(xiàn)。其次,為了滿足后續(xù)單帽管斜向加載試驗的要求,本文設(shè)計制造了一種新型薄壁管斜向加載試驗夾具。相比于以往試驗夾具,它的特點在于能夠適用于多種截面形狀、截面尺寸的薄壁管,并且實現(xiàn)了加載角度的連續(xù)變化。最后,本文利用上述斜向加載試驗夾具,進行了異質(zhì)金屬組合單帽管準靜態(tài)斜向壓潰試驗,通過再試驗驗證了有限元模型,運用該有限元模型對比分析了不同角度下異質(zhì)金屬單帽管與單一金屬單帽管的斜向碰撞性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)鋼鋁混合單帽管的整體表現(xiàn)要優(yōu)于單一鋼質(zhì)單帽管,值得注意的是,異質(zhì)金屬組合單帽管分別在變形模式和吸能特性上具有明顯的優(yōu)勢。綜上所述,異質(zhì)金屬在汽車前縱梁的設(shè)計制造上具有廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：異質(zhì)金屬 碰撞性能 單帽形薄壁管 輕量化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究的背景與意義9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 有限元仿真及前縱梁碰撞基本理論15-20
• 2.1 引言15
• 2.2 有限元仿真技術(shù)15-16
• 2.3 LS-DYNA中基本概念16-17
• 2.3.1 單元類型16-17
• 2.3.2 材料模型17
• 2.3.3 接觸算法與接觸類型17
• 2.4 前縱梁耐撞性能評價指標17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 3 異質(zhì)金屬單帽形薄壁管軸向耐撞性研究20-36
• 3.1 引言20
• 3.2 幾何模型20-21
• 3.3 軸向壓潰試驗21-25
• 3.3.1 試驗準備21-22
• 3.3.2 試驗過程22-24
• 3.3.3 試驗結(jié)果分析24-25
• 3.4 數(shù)值仿真25-29
• 3.4.1 有限元模型25-27
• 3.4.2 有限元模型驗證27-29
• 3.5 異質(zhì)金屬與單一材料單帽形管耐撞性能對比29-31
• 3.6 材料厚度對單帽形管耐撞性能的影響31-35
• 3.6.1 帽形板厚度Tu對單帽管碰撞性能的影響32-33
• 3.6.2 面板厚度TL對單帽管碰撞性能的影響33-35
• 3.7 本章小結(jié)35-36
• 4 異質(zhì)金屬帽形薄壁管斜向耐撞性能研究36-52
• 4.1 引言36-37
• 4.2 斜向加載試驗夾具設(shè)計37-42
• 4.2.1 夾具設(shè)計原理37-39
• 4.2.2 夾具關(guān)鍵尺寸設(shè)計和強度校核39-41
• 4.2.3 夾具加工制造41-42
• 4.3 幾何模型42
• 4.4 斜向壓潰試驗42-46
• 4.5 數(shù)值仿真46-48
• 4.5.1 有限元模型46-47
• 4.5.2 有限元模型驗證47-48
• 4.6 不同角度下不同材料組合耐撞性能對比48-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 5 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 結(jié)論52
• 5.2 主要創(chuàng)新點52-53
• 5.3 展望53-54
• 參考文獻54-57
• 附錄A 單帽管準靜態(tài)壓潰試驗所得力學數(shù)據(jù)57-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況59-60
• 致謝60-61

【參考文獻】

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本文編號：1004142