發(fā)布時(shí)間：2020-04-25 05:26

【摘要】：車輛碰撞安全性能關(guān)系到每一位駕乘人員的生命安危,面對(duì)日益嚴(yán)峻的道路交通環(huán)境,當(dāng)車輛發(fā)生交通事故并且碰撞不可避免時(shí),良好的耐撞性是保障乘員生命安全的最后一道防線,因此車輛的碰撞安全性能研究始終是車輛研發(fā)過程中的重要內(nèi)容。本文在總結(jié)國內(nèi)外車輛碰撞安全技術(shù)的基礎(chǔ)上,以某國產(chǎn)轎車的車身為研究對(duì)象,采用多目標(biāo)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法,進(jìn)行了車身碰撞安全優(yōu)化研究。本文主要的研究內(nèi)容如下:(1)車身有限元建模與碰撞仿真分析�；谟邢拊鲎卜抡胬碚�,運(yùn)用Hypermesh軟件對(duì)某轎車車身CAD模型進(jìn)行幾何清理,網(wǎng)格劃分,材料屬性設(shè)置和控制參數(shù)設(shè)置等前處理工作,建立了車身有限元模型。使用LS-DYNA求解器進(jìn)行了50km/h速度下的車身正面100%剛性墻碰撞仿真,驗(yàn)證了有限元模型的有效性,針對(duì)車身變形情況,關(guān)鍵零件變形型式,車輛前端碰撞力,B柱速度及加速度,前圍板侵入量以及車身模態(tài)頻率進(jìn)行了分析,以此作為車身碰撞安全優(yōu)化研究的基礎(chǔ)。(2)基于6σ可靠性準(zhǔn)則的車身碰撞安全多目標(biāo)優(yōu)化。選取車身前部9個(gè)關(guān)鍵零件厚度作為車身碰撞安全優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量;考慮車輛輕量化和舒適性的要求,以車身質(zhì)量與車身一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)頻率為約束條件;選擇剛性墻反力均方根植,吸能比,前圍板侵入量,B柱加速度峰值為優(yōu)化目標(biāo);為了減小設(shè)計(jì)變量擾動(dòng)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響,采用6σ可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,建立車身碰撞安全多目標(biāo)可靠性優(yōu)化模型。運(yùn)用最優(yōu)拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,結(jié)合徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建近似模型,通過改進(jìn)非支配排序遺傳算法(NSGA-II)對(duì)車身進(jìn)行了碰撞安全多目標(biāo)優(yōu)化。經(jīng)優(yōu)化后,車身碰撞安全性能得到了提高,同時(shí)優(yōu)化方案的質(zhì)量水平也滿足可靠性要求。(3)面向碰撞安全的前縱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過建立前縱梁簡化有限元模型,對(duì)變形量小、剛度要求大的前縱梁后端進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化;針對(duì)碰撞過程中,橫向變形位移大、潰縮不完全的前縱梁中段,采用預(yù)變形的方法,開設(shè)了誘導(dǎo)槽。經(jīng)過有限元仿真驗(yàn)證,前縱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后,對(duì)比原有關(guān)鍵零件厚度優(yōu)化方案,車身碰撞安全性能得到了進(jìn)一步的提升。最終形成的優(yōu)化方案與車身初始狀態(tài)的有限元碰撞仿真結(jié)果相比,整車質(zhì)量沒有變化,車身一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)頻率提高了0.56%,剛性墻碰撞反力均方根植下降了10.8%,吸能比提高了3.7%,前圍板侵入量減少了5.8%,B柱加速度下降了18.2%,優(yōu)化方案顯著地提高了車輛碰撞安全性能。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論究背景及意義節(jié)能、環(huán)保是當(dāng)今汽車研究的三大主題。隨著中國經(jīng)濟(jì)快快速增長態(tài)勢，截至 2017 年底，全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá) 3.1來的是頻發(fā)的道路交通事故，2017 年，，全國涉及人員傷 起，造成 63093 人死亡、226430 人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失 1乘員生命的嚴(yán)重威脅，使得汽車安全問題受到社會(huì)的廣泛撞是最常見的道路交通事故，車輛碰撞事故也是導(dǎo)致乘致死人數(shù)占到交通事故死亡人數(shù)的 60%左右[3]。圖 1-1 為交通事故死亡人數(shù)比例圖。由圖中數(shù)據(jù)可以看出，正面碰

圖 1-4 不同材料能量吸收率合材料在車輛上的應(yīng)用研究中，George 等[44]比較了短切碳石墨/環(huán)氧樹脂正交層板，玻璃增強(qiáng)纖維的碰撞吸能比，結(jié)料吸能效果更好。JovanObradovic 等[45]將方程式賽車的前材料，對(duì)各段材料厚度進(jìn)行優(yōu)化，最終碰撞仿真加速度峰值江等[46]使用復(fù)合輕量化材料 SMC 替換部分保險(xiǎn)杠，優(yōu)化其撞性能分析，在滿足耐撞性要求的情況下，保險(xiǎn)杠質(zhì)量下降車輛鋼結(jié)構(gòu)碰撞吸能裝置的仿真數(shù)據(jù)，對(duì)比分析加速度和維材料的碰撞吸能裝置。材料成形過程和處理工藝會(huì)對(duì)材料力學(xué)性能造成影響，先應(yīng)用，降低了汽車生產(chǎn)的成本，帶來了輕量化的效果，同時(shí)撞安全性能提供了更多的支持。焊是采用激光將不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的板料拼合沖壓成型的技術(shù)。為滿足零部件對(duì)材料性能的不同要求，根
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U467.14

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫宏圖;王健;申國哲;胡平;周華維;;基于碰撞的車身5182鋁合金熱成形構(gòu)件流變行為研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2014年02期

2 葉平;;汽車正面碰撞前縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];上海汽車;2013年10期

3 陳飛;陳云霞;李軍;王艷青;;鎂合金在汽車儀表板橫梁上的應(yīng)用[J];現(xiàn)代零部件;2013年08期

4 胡平;于宏元;盈亮;申國哲;史棟勇;;基于側(cè)面碰撞的熱成型高強(qiáng)度零件開發(fā)[J];汽車技術(shù);2013年01期

5 郝亮;徐濤;崔健;吉野辰萌;;參數(shù)化誘導(dǎo)槽設(shè)計(jì)的吸能盒結(jié)構(gòu)抗撞性多目標(biāo)優(yōu)化[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年01期

6 曹立波;陳杰;歐陽志高;劉適;;基于碰撞安全性的保險(xiǎn)杠橫梁輕量化設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J];中國機(jī)械工程;2012年23期

7 王冠;周佳;劉志文;李落星;劉波;李曉青;劉揚(yáng)勝;;鋁合金汽車前碰撞橫梁的輕量化設(shè)計(jì)與碰撞性能分析[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2012年01期

8 金愛君;孫風(fēng)蔚;陳杰龍;李宏華;趙福全;;熱成型鋼板在汽車前橫梁上的應(yīng)用[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2011年S2期

9 簡曉春;王笑;;正面和偏置碰撞的耐撞性仿真與車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2011年03期

10 劉海江;劉娜;肖麗芳;;面向輕量化的高強(qiáng)度SMC保險(xiǎn)杠碰撞性能研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2011年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 施欲亮;基于耐撞性仿真的轎車車身零件拼焊板設(shè)計(jì)方法研究[D];上海交通大學(xué);2008年

2 王大志;基于乘員保護(hù)的汽車正面碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與變形控制研究[D];清華大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 李曉勇;某型轎車正面碰撞結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

2 鄧青青;車輛結(jié)構(gòu)耐撞性的多目標(biāo)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2016年

3 陳自凱;基于梯度的等效靜載荷法及汽車碰撞關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];湖南大學(xué);2015年

4 林繁國;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

5 董銀飛;汽車復(fù)合材料碰撞吸能裝置設(shè)計(jì)與仿真方法研究[D];山東理工大學(xué);2014年

6 蘇建;汽車前縱梁結(jié)構(gòu)的碰撞仿真及其優(yōu)化[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

7 萬銀輝;鋁合金汽車保險(xiǎn)杠橫梁的輕量化設(shè)計(jì)及其性能研究[D];湖南大學(xué);2013年

8 付磊;拼焊板力學(xué)性能及其耐撞性仿真研究[D];湖南大學(xué);2012年

9 李莉;基于遺傳算法的多目標(biāo)尋優(yōu)策略的應(yīng)用研究[D];江南大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2639863