本文關鍵詞：變截面薄壁結構的設計及其耐撞性研究

  更多相關文章： 薄壁結構 耐撞性 變截面 碰撞仿真

【摘要】：金屬薄壁結構以其輕質且高效的吸能特性而廣泛應用于汽車的碰撞能量耗散系統(tǒng)中,對于車身薄壁結構的研究也一直是一個熱點。然而,目前國內外很少有相關文獻涉及到金屬薄壁結構橫截面沿中軸線方向的變化類型對結構耐撞性的影響。為此,本文提出了一系列橫截面沿中軸線變化的功能梯度變截面薄壁結構,具體內容如下:(1)設計了變截面薄壁圓管結構,建立了與之對應的軸向碰撞有限元模型,通過實驗和仿真結果驗證該模型的有效性�；谠撃Ｐ�,研究了形狀控制參數(shù)對變截面管耐撞性的影響,并與傳統(tǒng)等直圓管和圓錐管進行了對比,結果表明變截面管在吸能和乘員保護方面具有明顯的優(yōu)勢。然后以結構的比吸能和初始峰值力為優(yōu)化目標,結構的形狀參數(shù)為變量,對變截面管進行多目標優(yōu)化,以此來提高結構的耐撞性能。(2)考慮到實際碰撞中車身吸能部件會承受斜向碰撞,而相比于軸向碰撞,斜向碰撞工況下對變截面管的設計要求會不同。因此本文研究了變截面管在多角度斜碰下的耐撞性,并與傳統(tǒng)等直徑圓管和圓錐管進行了對比,結果顯示變截面管在吸能方面具有明顯優(yōu)勢。此外,分析了多角度加載情況下變截面管在不同碰撞速度、不同梯度指數(shù)和碰撞壓潰距離下的吸能特性。(3)將變截面設計思想引入S形梁,研究了變截面S形梁直徑沿中軸線變化類型和形狀參數(shù)對結構耐撞性的影響,結果表明兩端直徑差值越大且直徑由小到大逐漸變化的S形梁,其吸能效果越好。在此基礎上,對S形梁徑向橫截面形狀通過函數(shù)進行漸進變化設計。結果顯示:與變截面S形梁相比,橫截面經過漸進變化設計的S形梁,其吸能效果更優(yōu)異。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱平;肖國鋒;張宇;施欲亮;;轎車追尾碰撞仿真及結構耐撞性改進研究[J];中國機械工程;2008年06期

2 尹漢鋒;文桂林;;基于簡化基本折疊單元法的蜂窩耐撞性優(yōu)化設計[J];機械工程學報;2011年16期

3 翁依柳;金先龍;;基于網格的汽車耐撞性數(shù)值分析系統(tǒng)及其應用[J];上海交通大學學報;2011年09期

4 葉九龍;;基于結構耐撞性的轎車保險杠材料輕量化研究[J];重慶理工大學學報(自然科學);2011年12期

5 路先鋒;魏然;;基于正交試驗設計的薄壁結構耐撞性優(yōu)化設計[J];汽車實用技術;2012年07期

6 姚松,田紅旗,高廣軍;顯式有限元法在車輛耐撞性研究中的應用[J];交通運輸工程學報;2003年01期

7 鄧召文;張福興;高偉;;汽車保險杠系統(tǒng)的結構耐撞性數(shù)值模擬研究[J];農業(yè)裝備與車輛工程;2007年07期

8 Eric Weybrant;;模擬寶馬汽車的耐撞性[J];工業(yè)設計;2007年08期

9 趙志杰;金先龍;曹源;王建煒;;基于網格的汽車耐撞性協(xié)同設計及應用[J];計算機集成制造系統(tǒng);2008年11期

10 馬琳琳;楊娜;趙桂范;;轎車結構耐撞性分析與改進[J];機械設計與制造;2008年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張家鑫;趙建;程耿東;;低速沖擊下注塑成型保險杠的耐撞性能研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

2 劉怡;;金屬圓筒軸向耐撞性研究[A];第14屆全國結構工程學術會議論文集（第三冊）[C];2005年

3 曲杰;鄭溫洛;覃威;;轎車車門內飾板總成側面耐撞性試驗研究及有限元模擬[A];“廣汽豐田杯”廣東省汽車行業(yè)第七期學術會議論文集[C];2013年

4 范蓉;胡平;王洪兵;吳沈榮;;熱沖壓超高強度車身保險杠的耐撞性研究及性能優(yōu)化[A];第七屆中國CAE工程分析技術年會暨2011全國計算機輔助工程（CAE）技術與應用高級研討會論文集[C];2011年

5 劉桂萍;韓旭;官鳳嬌;;基于近似模型管理的多目標優(yōu)化方法在車身薄壁構件耐撞性優(yōu)化設計中的應用[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 楊嘉陵;;吸能緩沖材料與飛行器耐撞性結構一體化設計原理[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

7 楊嘉陵;;吸能緩沖材料與飛行器耐撞性結構一體化設計[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

8 閻琨;程耿東;;一種用于汽車耐撞性拓撲優(yōu)化問題的混合法[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 張瑞乾;魏守陽;邢志偉;;微型客車車門耐撞性的有限元仿真與改進[A];第八屆中國CAE工程分析技術年會暨2012全國計算機輔助工程（CAE）技術與應用高級研討會論文集[C];2012年

10 張宗華;劉書田;唐智亮;;蜂窩夾芯圓柱結構軸向沖擊的耐撞性研究[A];中國力學學會學術大會'2009論文摘要集[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 趙志杰;汽車耐撞性數(shù)值分析網格研究及應用[D];上海交通大學;2010年

2 武雪原;焊點排布對結構耐撞性影響的研究和應用[D];清華大學;2010年

3 施欲亮;基于耐撞性仿真的轎車車身零件拼焊板設計方法研究[D];上海交通大學;2008年

4 雷正保;大變形結構的耐撞性[D];中南大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林耀;跨座式列車車體耐撞性結構研究[D];西南交通大學;2016年

2 張文強;汽車前端薄壁結構斜向耐撞性研究與優(yōu)化設計[D];湖南大學;2016年

3 康賀賀;變截面薄壁結構的設計及其耐撞性研究[D];湖南大學;2016年

4 劉翔;TRB帽形梁結構的耐撞性研究及其優(yōu)化設計[D];湖南大學;2016年

5 鄧青青;車輛結構耐撞性的多目標穩(wěn)健性優(yōu)化設計[D];湖南大學;2016年

6 曹洋;薄壁多胞結構耐撞性研究[D];湖南大學;2016年

7 郭婷;基于仿生的輕質結構耐撞性分析及應用[D];大連理工大學;2008年

8 李繼川;基于保險杠的耐撞性及結構優(yōu)化方法研究[D];吉林大學;2008年

9 漆露霖;汽車側碰耐撞性快速設計[D];湖南大學;2010年

10 張濤;基于耐撞性的汽車前縱梁焊點模擬及其優(yōu)化研究[D];湖南大學;2009年

，

本文編號：1204025