本文選題：薄壁結(jié)構(gòu) + 耐撞性��； 參考：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：安全性設(shè)計是現(xiàn)代汽車設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如何提高汽車的耐撞性成為了研究的熱點問題。薄壁吸能結(jié)構(gòu)因其良好的能量吸收能力被廣泛應(yīng)用在汽車、船舶、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域。對汽車車身上的薄壁結(jié)構(gòu)進行耐撞性研究和優(yōu)化設(shè)計,可以有效地提高汽車的耐撞性能。現(xiàn)實交通事故形式復(fù)雜,沖擊載荷工況多種多樣。薄壁管是汽車車身上最為典型的結(jié)構(gòu)形式,其性能好壞顯著影響著汽車的碰撞安全。前人對薄壁管的研究主要針對軸向壓縮工況,但現(xiàn)實中汽車斜角碰撞的工況更為普遍,所以對薄壁管斜向沖擊載荷作用下的耐撞性能研究具有重要意義。本文以薄壁管為研究對象,采用有限元數(shù)值仿真以及近似代理模型技術(shù)等設(shè)計方法作為研究手段,對影響薄壁管斜向沖擊下吸能性能的相關(guān)結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)進行分析和優(yōu)化設(shè)計。首先,通過參數(shù)分析研究薄壁管結(jié)構(gòu)參數(shù)對斜向碰撞的性能表現(xiàn)的影響,為后續(xù)薄壁管斜向耐撞性設(shè)計提供參考。研究發(fā)現(xiàn)錐形薄壁管相較于一般薄壁直管具有更好的抗彎折能力,因此使用該種構(gòu)型的薄壁管作為耐撞性設(shè)計初始結(jié)構(gòu)。對泡沫鋁填充的薄壁管進行耐撞性分析,比較密度以及填充方式對耐撞性的影響,提出了泡沫鋁密度梯度填充的構(gòu)型。對密度梯度填充型式的薄壁管進行碰撞仿真,發(fā)現(xiàn)其在軸向和斜向碰撞過程中均有良好的性能表現(xiàn)。進一步對多胞薄壁管進行耐撞性研究。研究表明多胞結(jié)構(gòu)在軸向碰撞中變形模式較為穩(wěn)定,本文對7種構(gòu)型錐形多胞錐形薄壁管進行斜向耐撞性分析,選取吸能潛力最佳的結(jié)構(gòu),采用代理模型技術(shù)和誘導(dǎo)變形的方法,對錐形多胞結(jié)構(gòu)進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,在兼顧軸向耐撞性的同時顯著提升斜向耐撞性。根據(jù)美國正面30°斜角碰撞法規(guī)要求,對某款整車進行耐撞性分析。依據(jù)之前對薄壁結(jié)構(gòu)斜向耐撞性的研究結(jié)論,對影響整車安全性能的關(guān)鍵部件進行結(jié)構(gòu)改進,采用泡沫鋁填充以及使用高強度鋼的方法,較為明顯地改善了整車在斜角碰撞時的性能表現(xiàn)。驗證了本文的研究方法和結(jié)論具有一定的實際工程意義。
[Abstract]:Safety design is a key link in modern automobile design. How to improve the crashworthiness of vehicles has become a hot issue. Thin-walled energy absorption structures are widely used in automobile, ship, rail transit, aerospace and other fields because of their good energy absorption capacity. The crashworthiness research and optimization design of the thin-walled structure on the automobile body can effectively improve the crashworthiness of the vehicle. The real traffic accident forms are complex, the impact load condition is various. Thin-wall tube is the most typical structural form of automobile body, and its performance has a significant impact on vehicle collision safety. Previous researches on thin-walled tubes are mainly aimed at axial compression conditions, but in reality the oblique impact conditions are more common, so it is of great significance to study the crashworthiness of thin-walled tubes under oblique impact loads. In this paper, the thin-walled tube is used as the research object, the finite element numerical simulation and the approximate agent model technology are used as the research means. The related structure and material parameters which affect the energy absorption performance of thin wall tube under oblique impact are analyzed and optimized. Firstly, the influence of structural parameters on the performance of oblique impact of thin-walled tubes is studied by parameter analysis, which provides a reference for the design of oblique crashworthiness of thin-walled tubes. It is found that the conical thin-walled tube has better bending resistance than that of the general thin-walled tube. Therefore, the thin-walled tube with this configuration is used as the initial crashworthiness design structure. The crashworthiness analysis of thin-walled tubes filled with aluminum foam was carried out, and the effects of density and filling mode on the crashworthiness were compared, and the configuration of density gradient filling of aluminum foam was put forward. The impact simulation of thin-walled tube filled with density gradient is carried out, and it is found that it has good performance in the process of axial and oblique impact. Furthermore, the crashworthiness of polycellular thin-walled tubes was studied. The results show that the deformation mode of polycell structure is stable in axial impact. In this paper, the oblique crashworthiness analysis of seven kinds of conical conical thin-walled tubes is carried out, and the structure with the best energy absorption potential is selected. The method of agent model and induced deformation is used to optimize the parameters of the conical polycell structure, which can significantly improve the oblique crashworthiness as well as the axial crashworthiness. According to the American law of 30 擄angle collision, the crashworthiness of a vehicle is analyzed. Based on the previous research results on the oblique crashworthiness of thin-walled structures, the structural improvement of the key components affecting the safety performance of the whole vehicle is carried out, and the method of filling with aluminum foam and using high strength steel is adopted. It obviously improves the performance of the whole vehicle during the oblique impact. It is verified that the research method and conclusion of this paper have some practical engineering significance.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.82

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本文編號：1810771