發(fā)布時(shí)間：2020-07-05 11:28

【摘要】：汽車吸能盒作為汽車保險(xiǎn)杠內(nèi)重要的吸能裝置,也是汽車被動(dòng)安全的重要組成,在汽車發(fā)生低速碰撞時(shí)能夠有效的吸收碰撞動(dòng)能,從而來(lái)保障乘員與車輛的安全。在汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)因各種原因不能達(dá)到100%的正面碰撞。因此,本文運(yùn)用非線性有限元LS-DYNA仿真軟件在汽車的正面低速碰撞出現(xiàn)角度偏差的情況下對(duì)某型號(hào)吸能盒進(jìn)行碰撞仿真模擬分析。汽車碰撞是瞬態(tài)復(fù)雜的物理過(guò)程,涉及大變形和大位移及沖擊載荷,為非線性動(dòng)力問(wèn)題,沖擊載荷與接觸在汽車碰撞過(guò)程中是一動(dòng)態(tài)接觸問(wèn)題,影響著分析的全過(guò)程。本研究采用有限元軟件LS-DYNA對(duì)吸能盒碰撞進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析,對(duì)碰撞沖擊過(guò)程采用顯式動(dòng)力計(jì)算理論進(jìn)行求解,其求解碰撞問(wèn)題利用中心差分法離散時(shí)間域。采用顯式中心差分法。本文選取某型號(hào)吸能盒,通過(guò)落錘沖擊試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)比LS-DYNA仿真軟件的碰撞仿真分析結(jié)果,驗(yàn)證了LS-DYNA軟件仿真的可行性與仿真結(jié)果的可靠性。然后考慮到汽車正面低速碰撞的角度偏差問(wèn)題,提出幾種不同尺寸結(jié)構(gòu)的吸能盒,考慮正面碰撞角度偏差出現(xiàn)0°,10°,20°時(shí)進(jìn)行碰撞仿真模擬,在確保吸能盒在正面碰撞過(guò)程中能夠吸收一定能量的基礎(chǔ)上,當(dāng)汽車的碰撞角度發(fā)生偏差時(shí)也能夠使吸能盒具有良好的吸能效果,保障車輛與乘員的安全。并通過(guò)定義目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)及仿真研究進(jìn)行吸能盒的優(yōu)化設(shè)計(jì),得到優(yōu)化后吸能盒的碰撞吸能數(shù)值及碰撞角度變化時(shí)碰撞吸能的變化情況,從而得出具有最佳吸能性能吸能盒的設(shè)計(jì)變量,即吸能盒壁厚3mm、長(zhǎng)200mm、邊數(shù)為6,此結(jié)構(gòu)下在碰撞角度偏差0°,10°,20°時(shí)其T值最小。同時(shí)考慮到汽車碰撞時(shí)速度的提高,提出一種新型的吸能盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以此在中高速汽車碰撞的情況下吸能盒也能發(fā)揮一定的吸能作用,保障車輛與乘員的安全。本文的研究?jī)?nèi)容能夠?yàn)槠噺S家的設(shè)計(jì)提供一定的參考意義。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)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
【圖文】：

現(xiàn)如今科技的不斷發(fā)展與成熟，人們的社會(huì)活動(dòng)越來(lái)越頻繁，隨之出現(xiàn)的道路交通也在不斷的發(fā)生著變化。各種交通工具的出現(xiàn)極大的方便了人們的生活與出行，與此同時(shí)，交通工具帶來(lái)的各類交通安全事故也在頻繁發(fā)生。在各類交通安全事故中道路上車輛所產(chǎn)生的安全問(wèn)題最為嚴(yán)重。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布《中華人民共和國(guó) 2016 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，報(bào)告中包括有交通有關(guān)的內(nèi)容。其中道路交通事故萬(wàn)車死亡人數(shù) 2.1 人，與 2015 數(shù)據(jù)保持一致[1]。2011 年至 2016 年中國(guó)道路交通事故死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)圖如下 1-1 所示，以2016 年 19440 萬(wàn)的民用汽車保有輛（包括三輪汽車和低速貨車 881 萬(wàn)輛）來(lái)計(jì)算，可得出：現(xiàn)階段由于交通事故導(dǎo)致的死亡率逐漸增加，由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可得，2016 年的交通死亡人數(shù)為 40824 人，而 2015 年的死亡人數(shù)為 36178 人，死亡人數(shù)增加了 4646 人[1]。導(dǎo)致死亡率增加的原因不僅僅是由于交通事故，而是由于車輛安全性能的影響，據(jù)國(guó)家安全局以及交通部門的數(shù)據(jù)顯示，車禍率繼續(xù)顯著高發(fā)。由于我國(guó)是人口大國(guó)，我國(guó)由于交通事故導(dǎo)致居民死亡一直居高不下，所以降低車禍的發(fā)生率以及保障車輛的安全性能有著十分重要的實(shí)際意義[2]。

圖 1-2 各類安全事故死亡人數(shù)比例汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)導(dǎo)致乘客受傷的因素有以下兩個(gè)：一是在汽車碰因碰撞物的阻礙而產(chǎn)生巨大撞擊力，導(dǎo)致車速急劇變化出現(xiàn)大的加速度，于慣性的作用，在碰撞過(guò)程中身體會(huì)往前傾的同時(shí)會(huì)承受巨大的沖擊力而害。二是在汽車碰撞時(shí)，車輛車身結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)大的變形與乘客產(chǎn)生直接接乘客造成擠壓等傷害[4][5]。汽車碰撞事故的頻發(fā)跟人們帶來(lái)了身體上的傷濟(jì)上損失，如今對(duì)汽車安全技術(shù)的研究開發(fā)已成為科研人員及汽車企業(yè)的究項(xiàng)目[6]。最先研究汽車碰撞問(wèn)題的國(guó)家是美國(guó)[7]，至今已有一個(gè)多世紀(jì)的在研究初期，采用實(shí)車碰撞試驗(yàn)；到 20 世紀(jì)中期發(fā)展為臺(tái)車碰撞試驗(yàn)；算機(jī)碰撞有限元理論技術(shù)的出現(xiàn)，80 年代開始，小部分研究人員開始通機(jī)仿真模擬汽車碰撞，現(xiàn)如今國(guó)外大多數(shù)研究汽車碰撞問(wèn)題的廠家都采用術(shù)[8][9]。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真模擬汽車碰撞,不僅能大量縮減車型的研發(fā)時(shí)間，節(jié)約大量的研發(fā)成本，所以計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)得到了各大汽車廠家的應(yīng)1.2 課題研究背景

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號(hào)：2742545