本文關鍵詞：汽車保險杠行人保護與低速碰撞性能研究與改進

  更多相關文章： 汽車保險杠 行人保護 低速碰撞安全 橢圓薄壁管 參數(shù)優(yōu)化

【摘要】：一方面,作為汽車上重要的安全裝置,汽車保險杠既要在人車碰撞事故中保護行人的小腿部位,同時又要在低速碰撞中應盡可能保護車身零部件,降低損失程度。因此,必須在保險杠的設計中必須充分考慮這兩方面的需要;另一方面,薄壁金屬結構有著良好的變形屈服形式,可以對碰撞能量進行高效地吸收,適合應用于碰撞吸能元件。因此可以考慮在汽車保險杠上使用薄壁金屬結構以提高其安全性能。本文按照汽車行人小腿保護法規(guī)和低速碰撞法規(guī)的相關要求,以數(shù)值分析手段,以一輛典型三廂車為原型構建行人小腿保護和低速碰撞有限元模型,來考察該車的行人小腿保護和低速碰撞性能。通過對結果的分析表明其低速碰撞保護性能良好但行人小腿保護性能還需提高。在考慮不對現(xiàn)有保險杠結構作大改變的前提下,文中提出以鋁質(zhì)薄壁金屬管來替代保險杠原有的吸能泡沫結構。根據(jù)已有的研究資料及原保險杠吸能泡沫的空間尺寸初步設計出橢圓截面形狀的薄壁金屬管。通過對單個橢圓薄壁金屬管的性能測試,了解它的變形特性以及長度和厚度兩個參數(shù)對薄壁管碰撞性能的影響。接著將由多個橢圓薄壁金屬管組成的吸能結構安裝到保險杠中吸能泡沫位置,并通過多次仿真實驗得到在一定范圍內(nèi)橢圓薄壁金屬管的長度,厚度兩個參數(shù)與保險杠小腿部碰撞沖擊性能和低速碰撞性能的相關數(shù)據(jù)然后采用響應面法擬合出長度和厚度兩個參數(shù)與保險杠的小腿沖擊實驗加速度值、小腿沖擊實驗中薄壁金屬管的比吸能值、低速碰撞中橫梁位移入侵值的近似函數(shù)關系式。進一步地,以比吸能值最大為目標函數(shù),以小腿加速度值、橫梁位移值、橢圓薄壁管的厚度和長度范圍作為約束值建立模型,對薄壁管的參數(shù)進行優(yōu)化。最后對優(yōu)化的參數(shù)模型進行仿真驗證并與原車的行人小腿保護性能和低速碰撞性能進行對比分析,表明結構改進后的保險杠系統(tǒng)的行人小腿保護和低速碰撞安全性能較原車型確實得到了改善。論文研究成果為以后的保險杠設計和性能改善提供了有益的經(jīng)驗。
【關鍵詞】：汽車保險杠 行人保護 低速碰撞安全 橢圓薄壁管 參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.326
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 課題研究的背景和意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外相關研究狀況13-15
• 1.2.1 保險杠行人保護研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 保險杠低速碰撞研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 薄壁吸能結構研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 汽車碰撞的研究方法17-19
• 1.5 本文的研究內(nèi)容19-21
• 第二章 碰撞優(yōu)化的理論基礎21-34
• 2.1 顯式有限元基本理論21-27
• 2.1.1 物體的變形過程描述21-22
• 2.1.2 碰撞過程的控制方程與邊界條件22-24
• 2.1.3 顯式有限元的顯式積分算法與時間步長的控制24-25
• 2.1.4 沙漏控制25-26
• 2.1.5 碰撞接觸算法26-27
• 2.2 實驗設計27-30
• 2.2.1 正交實驗設計27-28
• 2.2.2 全面試驗設計28
• 2.2.3 均勻?qū)嶒炘O計28-30
• 2.3 代理模型擬合30-32
• 2.3.1 響應面法介紹30-32
• 2.3.2 誤差分析32
• 2.4 優(yōu)化方法與優(yōu)化流程32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第三章 保險杠系統(tǒng)性能研究34-49
• 3.1 保險杠行人小腿保護性能研究36-41
• 3.1.1 小腿損傷的特點與評價指標36-37
• 3.1.2 行人小腿保護有限元模型的建立37-39
• 3.1.3 小腿保護模型仿真結果分析39-41
• 3.2 低速碰撞性能研究41-47
• 3.2.1 低速碰撞特點與評價指標41-42
• 3.2.2 低速碰撞模型的搭建42-44
• 3.2.3 低速碰撞的仿真結果分析44-47
• 3.3 本章小結47-49
• 第四章 保險杠吸能結構的設計與性能研究49-58
• 4.1 吸能結構的設計要求49
• 4.2 吸能結構的設計49-57
• 4.2.1 吸能結構材料的選擇49-50
• 4.2.2 吸能結構的確定50-51
• 4.2.3 吸能結構截面尺寸的確定51-52
• 4.2.4 橢圓薄壁管的參數(shù)對性能的影響52-57
• 4.3 本章小結57-58
• 第五章 橢圓薄壁管在保險杠上的應用58-70
• 5.1 保險杠的結構形式與種類58-60
• 5.2 橢圓薄壁金屬管吸能結構在保險杠上的應用60-61
• 5.2.1 保險杠內(nèi)部薄壁結構的布置60-61
• 5.2.2 保險杠內(nèi)部薄壁結構數(shù)目的確定61
• 5.3 帶有橢圓薄壁管結構的保險杠的參數(shù)選擇與優(yōu)化61-69
• 5.3.1 仿真模型的建立61-63
• 5.3.2 仿真實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與誤差分析63-66
• 5.3.3 保險杠橢圓薄壁結構參數(shù)優(yōu)化66-69
• 5.4 本章小結69-70
• 第六章 總結與展望70-72
• 6.1 總結70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文目錄77

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郝琪;吳勝軍;馬迅;;結構參數(shù)對車輛薄壁結構碰撞性能影響的研究[J];機械科學與技術;2007年02期

2 ;強化汽車碰撞性能的尼龍材料[J];國外塑料;2011年11期

3 孫成智,陳關龍,林忠欽;沖壓成形工藝對薄壁構件碰撞性能影響的仿真研究[J];汽車工程;2004年02期

4 郝琪;吳勝軍;;基于數(shù)值模擬的薄壁構件碰撞性能研究及焊接影響[J];湖北汽車工業(yè)學院學報;2006年01期

5 郝琪;金信p，

本文編號：1027941