【摘要】：近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),世界汽車保有量也在逐年增加,交通事故的發(fā)生起數(shù)也逐年上升,汽車碰撞安全已經(jīng)引起社會(huì)越來(lái)越多的關(guān)注。保險(xiǎn)杠作為汽車正面碰撞時(shí)的主要承載和吸能構(gòu)件之一,在汽車發(fā)生低速碰撞時(shí),不僅需要保護(hù)汽車的其它易損件免受損傷降低維修成本,而且還要降低乘員與行人在碰撞事故中的傷害,因此它必須具有較強(qiáng)綜合耐撞性能。本文圍繞汽車保險(xiǎn)杠系統(tǒng),設(shè)計(jì)了不同截面的保險(xiǎn)杠橫梁并對(duì)其耐撞性能展開研究,并且對(duì)保險(xiǎn)杠橫梁的彎曲變形機(jī)理也進(jìn)行了研究分析,本文的研究工作主要為以下兩方面:(1)本文提出了六種不同截面保險(xiǎn)杠橫梁設(shè)計(jì),使用有限元軟件LS-DYNA建立保險(xiǎn)杠-擺錘碰撞系統(tǒng)模型,選取了碰撞加速度、碰撞時(shí)間、保險(xiǎn)杠吸能量和保險(xiǎn)杠橫梁最大變形量四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)對(duì)中碰撞和角度碰撞兩種工況下的碰撞仿真,研究了六種不同截面保險(xiǎn)杠橫梁在碰撞過(guò)程中的四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),并運(yùn)用復(fù)雜比例評(píng)估方法(COPRAS評(píng)估方法)分析了六種不同截面保險(xiǎn)杠橫梁的綜合耐撞性能。結(jié)果表明:根據(jù)COPRAS評(píng)估方法,得到綜合耐撞性能最優(yōu)的截面構(gòu)型設(shè)計(jì),該截面構(gòu)型可用于汽車保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)。COPRAS評(píng)價(jià)方法在應(yīng)用于保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的綜合耐撞性能方面,合理、高效、準(zhǔn)確并對(duì)工程實(shí)際具有指導(dǎo)意義。(2)本文根據(jù)保險(xiǎn)杠橫梁的碰撞彎曲分析,通過(guò)實(shí)驗(yàn)、仿真、理論的方法對(duì)應(yīng)用于保險(xiǎn)杠橫梁的矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)的彎曲變形機(jī)理進(jìn)行了研究。首先開展了矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)的三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn),觀察了矩形截面薄壁方管的彎曲變形模式。同時(shí)構(gòu)建了矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)的有限元模型,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和有限元數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。然后,通過(guò)對(duì)有限元模型分析結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察與分析,提出了矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)在三點(diǎn)彎曲載荷下彎曲變形力學(xué)模型,并進(jìn)行理論公式推導(dǎo)。結(jié)果表明:理論彎曲失效曲線和有限元仿真結(jié)果在彎曲角度達(dá)到35度后吻合很好,同時(shí)理論推導(dǎo)的比能量吸收趨勢(shì)與仿真分析結(jié)果吻合,驗(yàn)證了彎曲力學(xué)模型理論推導(dǎo)的準(zhǔn)確性。最后,通過(guò)研究分析不同截面寬深比和不同截面類型矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)的彎矩與角度關(guān)系和能量吸收,得出了不同截面設(shè)計(jì)可以影響矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)彎曲性能的結(jié)論,推導(dǎo)的彎曲變形理論可用于矩形截面薄壁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
【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】：2018
【分類號(hào)】：U463.326

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