本文關(guān)鍵詞：汽車側(cè)門防撞梁輕量化設(shè)計(jì)及其耐撞性研究

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【摘要】：對(duì)于汽車車身輕量化和耐撞性的研究,有助于推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。隨著復(fù)合材料的快速發(fā)展,性能的逐漸提高,作為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的一個(gè)有效途徑,復(fù)合材料在汽車車身結(jié)構(gòu)上應(yīng)用也將越來越廣泛。本文以汽車側(cè)門防護(hù)系統(tǒng)中起著主要作用的防撞梁為研究對(duì)象。從材料性能入手,將汽車車身輕量化研究中應(yīng)用較為廣泛的碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料應(yīng)用于側(cè)門防撞梁中,并結(jié)合FMVSS 214側(cè)面碰撞法規(guī),開展了如下研究:(1)結(jié)合FMVSS 214側(cè)面碰撞法規(guī),建立高強(qiáng)度鋼和復(fù)合材料的汽車側(cè)門防撞梁側(cè)面碰撞的有限元模型,并從防撞梁承受的撞擊力、碰撞產(chǎn)生的位移、防撞梁的吸能等多個(gè)方面對(duì)這兩種材料的側(cè)門防撞梁進(jìn)行對(duì)比和分析,檢驗(yàn)兩種材料耐撞性能。(2)根據(jù)兩種材料的側(cè)門防撞梁在仿真過程中各種性能的變化情況,并結(jié)合復(fù)合材料的特性,提出了一種側(cè)門防撞梁的變厚度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,即根據(jù)防撞梁不同位置對(duì)強(qiáng)度需求的高低進(jìn)行不同厚度的設(shè)計(jì)。(3)將側(cè)門防撞梁的截面厚度和加厚部分的長度作為變量,利用Kriging代理模型的優(yōu)化方法,建立防撞梁比吸能及側(cè)面碰撞過程中的防撞梁所承受撞擊力的代理模型,采用NSGA-II算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。然后計(jì)算出最優(yōu)Pareto解集,并從中選取一組比吸能與等厚度防撞梁接近的最優(yōu)解和等厚度防撞梁的碰撞性能進(jìn)行對(duì)比分析,再以碰撞產(chǎn)生一定位移時(shí)防撞梁所承受的撞擊力和吸能情況等作為標(biāo)準(zhǔn),檢測(cè)其耐撞性能。結(jié)果顯示,變厚度的設(shè)計(jì)能夠提高防撞梁在發(fā)生變形時(shí)所承受撞擊力的大小,保證防撞梁重量不增的基礎(chǔ)上提高其耐撞性。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.834

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