本文關(guān)鍵詞：汽車薄壁吸能部件耐撞性及吸能特性設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 汽車碰撞 薄壁吸能構(gòu)件 多胞結(jié)構(gòu) 耐撞性設(shè)計(jì)

【摘要】：近年來(lái)我國(guó)汽車保有量高速增長(zhǎng),由此帶來(lái)的汽車安全性問(wèn)題日益突出,而交通碰撞事故多集中在正面碰撞。商用汽車如重型卡車、客車等工程車輛的構(gòu)造特點(diǎn)決定了其前部緩沖吸能空間較短,一旦發(fā)生正面碰撞,不僅車身前部裝置易受波及受損,司乘人員也更易發(fā)生傷亡事故。目前我國(guó)商用汽車在安全性設(shè)計(jì)、主被動(dòng)安全裝置和乘員保護(hù)設(shè)施上要明顯不足于乘用車,而且針于商用汽車被動(dòng)安全的設(shè)計(jì)和要求也缺乏重視,對(duì)于商用汽車安全的強(qiáng)制性法規(guī)仍不夠完善。由于我國(guó)交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)針對(duì)高速能力和運(yùn)載能力的要求越來(lái)越高,商用汽車的被動(dòng)安全存在的問(wèn)題日益嚴(yán)峻。綜上所述,為了提高商用車的被動(dòng)安全性并促進(jìn)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)和汽車工業(yè)的快速增長(zhǎng),針對(duì)提高商用汽車正面耐撞性的研究設(shè)計(jì)是適時(shí)且必要的。本文立足于目前汽車安全領(lǐng)域的大量研究資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)上,總結(jié)出一種針對(duì)正面碰撞情況下提高商用汽車耐撞性和吸能特性的設(shè)計(jì)思路和方法,選取優(yōu)良的材料和結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出不同截面形狀的吸能組件。然后運(yùn)用非線性有限元試驗(yàn)方法,參照實(shí)際交通事故和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所設(shè)計(jì)的吸能試件進(jìn)行正面軸向載荷的碰撞沖擊計(jì)算機(jī)仿真模擬試驗(yàn)。并對(duì)其耐撞性及吸能特性進(jìn)行基于碰撞理論的討論分析。從吸能試件的碰撞力傳遞和碰撞能吸收效率等方面研究所設(shè)計(jì)的吸能試件是否符合車輛碰撞安全的性能要求。在符合安全穩(wěn)定的碰撞要求的前提下,從不同截面的吸能試件中優(yōu)選出具有良好吸能緩沖性能的試件。在上述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,針對(duì)緩沖吸能部件吸能性能不足的問(wèn)題。本文對(duì)吸能變形區(qū)間空間架構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),設(shè)計(jì)了一系列多胞架構(gòu)金屬薄壁緩沖吸能裝置。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的仿真試驗(yàn)和研究對(duì)比,優(yōu)選出具有良好耐撞性能的多胞薄壁吸能試件。試驗(yàn)結(jié)果顯示改進(jìn)后緩沖吸能部件的耐撞性有了顯著的提高。為了實(shí)現(xiàn)吸能部件在盡可能多吸收碰撞能量的同時(shí),確保車輛防撞吸能構(gòu)件能夠產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的壓縮變形。本文采用泡沫鋁作為吸能部件的填充材料,使用有限元模擬碰撞仿真的方法,分析填充了泡沫鋁的多胞薄壁吸能試件在軸向碰撞沖擊過(guò)程中的力學(xué)響應(yīng),從而設(shè)計(jì)出一種擁有強(qiáng)大吸能能力且碰撞壓縮過(guò)程持續(xù)穩(wěn)定的吸能構(gòu)件:泡沫鋁填充的三胞金屬薄壁方管。最終通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn),為今后針對(duì)汽車正面碰撞被動(dòng)安全性的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了案例和參考。最后,對(duì)所做的研究設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了總結(jié),并簡(jiǎn)單分析了所設(shè)計(jì)的前防撞梁緩沖吸能系統(tǒng)中存在的一些值得改進(jìn)的地方,以及闡述了對(duì)未來(lái)防撞緩沖裝置的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：汽車碰撞 薄壁吸能構(gòu)件 多胞結(jié)構(gòu) 耐撞性設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U467.14
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外汽車碰撞研究發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外汽車吸能部件耐撞性問(wèn)題的研究發(fā)展?fàn)顩r12-15
• 1.3.1 汽車吸能部件結(jié)構(gòu)抗撞性技術(shù)研究12-13
• 1.3.2 汽車吸能部件抗撞性的結(jié)構(gòu)研究13-15
• 1.4 課題研究的內(nèi)容15-18
• 1.4.1 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容15-16
• 1.4.2 本課題試驗(yàn)方法16-18
• 第二章 吸能部件設(shè)計(jì)理論和有限元碰撞試驗(yàn)理論18-24
• 2.1 汽車緩沖吸能部件設(shè)計(jì)理論18-19
• 2.2 汽車緩沖吸能部件設(shè)計(jì)方法19-20
• 2.2.1 經(jīng)驗(yàn)法19
• 2.2.2 試驗(yàn)法19-20
• 2.2.3 數(shù)值仿真模擬計(jì)算法20
• 2.3 動(dòng)態(tài)分析的主要方法20-21
• 2.4 有限元模型建立注意事項(xiàng)21
• 2.5 碰撞性能測(cè)算方程21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第三章 不同幾何截面薄壁構(gòu)件的耐撞性設(shè)計(jì)24-35
• 3.1 引言24
• 3.2 分析模型及試驗(yàn)的建立24-27
• 3.2.1 材料模型24-25
• 3.2.2 有限元模型的建立及碰撞仿真設(shè)立25-27
• 3.3 四種截面的吸能部件碰撞仿真及耐撞性分析27-33
• 3.3.1 吸能部件碰撞變形云圖分析27-29
• 3.3.2 吸能部件碰撞能量曲線分析29-30
• 3.3.3 吸能部件碰撞壓縮變形曲線分析30-31
• 3.3.4 吸能部件碰撞力曲線分析31-32
• 3.3.5 吸能部件碰撞性能分析32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 第四章 不同單元多胞薄壁構(gòu)件的耐撞性設(shè)計(jì)35-45
• 4.1 引言35
• 4.2 分析模型及試驗(yàn)的建立35-37
• 4.2.1 材料模型35
• 4.2.2 有限元模型的建立及碰撞仿真設(shè)立35-37
• 4.3 多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞仿真及耐撞性分析37-43
• 4.3.1 多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞變形云圖37-39
• 4.3.2 多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞能量曲線分析39-40
• 4.3.3 多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞壓縮變形曲線分析40-41
• 4.3.4 多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞力曲線分析41-42
• 4.3.5 多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞性能分析42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-45
• 第五章 泡沫鋁填充多胞薄壁構(gòu)件的耐撞性設(shè)計(jì)45-56
• 5.1 引言45
• 5.2 分析模型及試驗(yàn)的建立45-49
• 5.2.1 材料模型45-46
• 5.2.2 有限元模型的建立及碰撞仿真設(shè)立46-49
• 5.3 泡沫鋁填充多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞仿真及耐撞性分析49-54
• 5.3.1 泡沫鋁填充多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞變形云圖分析49-50
• 5.3.2 泡沫鋁填充多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞能量曲線分析50-51
• 5.3.3 泡沫鋁填充多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞壓縮變形曲線分析51-52
• 5.3.4 泡沫鋁填充多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞力曲線分析52-53
• 5.3.5 泡沫鋁填充多胞結(jié)構(gòu)吸能部件碰撞性能分析53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-56
• 第六章 某商用車前防撞梁系統(tǒng)下碰撞對(duì)比試驗(yàn)56-64
• 6.1 引言56
• 6.2 分析模型及試驗(yàn)的建立56-59
• 6.2.1 材料模型56-57
• 6.2.2 有限元模型的建立及碰撞仿真設(shè)立57-59
• 6.3 前防撞梁系統(tǒng)下的碰撞對(duì)比試驗(yàn)及耐撞性分析59-63
• 6.3.1 對(duì)比碰撞試驗(yàn)變形云圖分析59-60
• 6.3.2 對(duì)比碰撞試驗(yàn)力學(xué)曲線及碰撞性能分析60-63
• 6.4 對(duì)比試驗(yàn)總結(jié)63-64
• 總結(jié)和展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 謝昌旺;趙永志;;抗震支撐吸能器[J];世界地震工程;1985年01期

2 黃祥兵,朱錫,劉勇;大型水面艦艇舷側(cè)水下防雷艙吸能結(jié)構(gòu)論證設(shè)計(jì)[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

3 張立玲;高峰;;金屬薄壁吸能結(jié)構(gòu)耐撞性研究進(jìn)展[J];機(jī)械工人;2006年01期

4 葛如海;王群山;楊建;苗強(qiáng);;分層吸能式保險(xiǎn)杠優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2006年11期

5 李邦國(guó);陳瀟凱;林逸;;車用吸能部件吸能特性的改進(jìn)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年01期

6 黃春曼;李慧敏;;車輛碰撞及吸能材料結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展綜述[J];裝備制造技術(shù);2012年01期

7 朱錫;馮文山;;爆炸載荷作用下的船用吸能防護(hù)結(jié)構(gòu)[J];海軍工程學(xué)院學(xué)報(bào);1993年01期

8 李健,李慶華;剛性汽車撞擊吸能技術(shù)[J];新技術(shù)新工藝;1997年05期

9 趙凱;劉凱欣;葉琳;楊嘉陵;;圓環(huán)列吸能器的力學(xué)機(jī)理及應(yīng)用[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年05期

10 袁俊;孫凌玉;;基于響應(yīng)表面法的分級(jí)吸能結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊志強(qiáng);楊嘉陵;;吸能緩沖靴設(shè)計(jì)方法研究[A];北京力學(xué)會(huì)第13屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

2 王光耀;萬(wàn)鑫銘;李陽(yáng);高麗;周佳;趙清江;;熱處理工藝對(duì)鋁合金吸能盒力學(xué)性能和吸能性能影響的研究[A];2012重慶汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2012年

3 趙洪倫;程玲;王文斌;;吸能元件特性的非線性有限元仿真研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

4 許亞洪;程群峰;益小蘇;;不同引發(fā)機(jī)制對(duì)復(fù)合材料圓管件吸能性能影響的初步研究[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2006年

5 燕瑛;羅煒桓;王立朋;宮少波;;復(fù)合材料圓筒結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮破壞吸能研究[A];節(jié)能環(huán)保 和諧發(fā)展——2007中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（一）[C];2007年

6 彭躍湘;;平頭汽車碰撞吸能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[A];2007年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

7 黃可;顧菲菲;何思淵;何德坪;;梯度孔徑多孔鋁合金的壓縮及吸能性能[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

8 李本懷;王科飛;李成林;;B型不銹鋼地鐵碰撞吸能研究[A];第八屆中國(guó)智能交通年會(huì)論文集[C];2013年

9 潘一山;呂祥鋒;李忠華;;煤礦沖擊地壓巷道吸能支護(hù)研究[A];塑性力學(xué)新進(jìn)展——2011年全國(guó)塑性力學(xué)會(huì)議論文集[C];2011年

10 趙桂范;林樂(lè)川;儲(chǔ)元娟;;曲面殼體撞擊吸能分析[A];第二屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 湖南記者站 組稿;列車結(jié)構(gòu)塑變吸能技術(shù)及裝置[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

2 本報(bào)記者 謝莉葳;尋求車頭吸能與剛性的平衡[N];中國(guó)消費(fèi)者報(bào);2013年

3 成吉昌 郭惠斌;防撞吸能裝置令駕駛員更安全[N];中國(guó)汽車報(bào);2001年

4 段衍;輕客品質(zhì) 微面成本[N];民營(yíng)經(jīng)濟(jì)報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 付玉凱;高沖擊韌性錨桿吸能減沖原理及應(yīng)用[D];煤炭科學(xué)研究總院;2015年

2 張宗華;輕質(zhì)吸能材料和結(jié)構(gòu)的耐撞性分析與設(shè)計(jì)優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2010年

3 雷成;基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的機(jī)車車輛耐撞性研究[D];西南交通大學(xué);2014年

4 柳艷杰;汽車低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 尹漢鋒;著陸緩沖系統(tǒng)中吸能結(jié)構(gòu)的耐撞性優(yōu)化[D];湖南大學(xué);2011年

6 李松晏;高速列車吸能結(jié)構(gòu)研究與明線交會(huì)安全評(píng)估[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

7 王志華;泡沫鋁合金動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及其吸能機(jī)理的研究[D];太原理工大學(xué);2005年

8 黃俊;面向行人下肢碰撞保護(hù)的汽車前端結(jié)構(gòu)快速優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];清華大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 姚鵬輝;基于連掛碰撞的城軌車輛吸能結(jié)構(gòu)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 余建立;翻轉(zhuǎn)式薄壁結(jié)構(gòu)吸能特性研究及其在吸能盒中的運(yùn)用[D];華南理工大學(xué);2015年

3 劉洪蘭;汽車吸能盒抗撞性仿真優(yōu)化研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

4 趙景慧;FSAE賽車復(fù)合材料碰撞緩沖結(jié)構(gòu)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 劉傳欣;脆性復(fù)合材料沖擊防護(hù)吸能優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2015年

6 姜帆;基于變截面板的吸能盒與前縱梁優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2015年

7 林繁國(guó);汽車碰撞能量衰變特性研究及磁流變液緩沖吸能裝置設(shè)計(jì)[D];重慶交通大學(xué);2015年

8 陳淑琴;城軌車輛碰撞仿真分析及其耐撞性研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

9 師光耀;基于ANSYS Workbench的汽車吸能盒碰撞仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];河北科技大學(xué);2015年

10 張哲繹;復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];燕山大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1104260