面對全球石油能源短缺,汽車排放大量的尾氣嚴(yán)重污染環(huán)境的現(xiàn)狀,電動(dòng)汽車以其清潔和使用可再生能源的優(yōu)勢成為當(dāng)今汽車發(fā)展的一個(gè)重要方向。由于目前電動(dòng)汽車研發(fā)成本高、周期長等特點(diǎn),現(xiàn)在大部分企業(yè)都是在原有的汽車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝或者改制,這將破壞汽車結(jié)構(gòu)的整體性,也將對整車安全性帶來隱患。因此,對純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行碰撞安全性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常值得研究的課題。針對上述問題,本文以國內(nèi)某款純電動(dòng)汽車為研究對象進(jìn)行前艙結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)。構(gòu)建整車100%正面碰撞和40%偏置碰撞有限元模型,并對模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證。對仿真結(jié)果進(jìn)行分析,以前艙整體壓潰變形情況、主要吸能部件的能量吸收情況、車體加速度響應(yīng)以及前艙結(jié)構(gòu)對前圍板的入侵量等耐撞性指標(biāo)進(jìn)行研究,獲得汽車前艙耐撞性設(shè)計(jì)的方向和原則。針對汽車前艙結(jié)構(gòu)在正面碰撞工況中耐撞性能不佳,采用動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化方法對其整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化。根據(jù)動(dòng)態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果中前艙結(jié)構(gòu)材料分布形式,提取前縱梁的拓?fù)鋬?yōu)化構(gòu)型,并對前縱梁進(jìn)行幾何尺寸優(yōu)化,同時(shí)結(jié)合薄壁梁的壓潰理論對前縱梁進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。然后以前縱梁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),依次對前艙中的其他部件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。最后重新建立整車100%正面碰撞和正面40%偏置碰撞有限元模型,對前艙優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐撞性檢驗(yàn),驗(yàn)證該方法的可行性。仿真結(jié)果表明:在整車100%正面碰撞過程中,前艙有效吸能空間被更加充分地利用。前縱梁吸收碰撞能量由優(yōu)化前的13285J提高到優(yōu)化后的16867.1J,提高了30%,整個(gè)前縱梁的吸能效果較優(yōu)化前有了較大的提升。整車碰撞加速度峰值降低,同時(shí)加速度峰值時(shí)刻延后,整個(gè)碰撞持續(xù)過程增加,提高了整車耐撞性能。在整車40%偏置碰撞過程中,整個(gè)汽車前艙的壓潰變形較優(yōu)化之前有較大的改善。優(yōu)化后的保險(xiǎn)杠橫梁的變形量明顯減小,前縱梁的壓潰變形量增加。前圍板的最大變形處的變形量由優(yōu)化前的336mm減小為291mm,減小了45mm,減小了對乘員艙的侵入量,降低了對車內(nèi)乘員生命安全的威脅。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

工程碩士學(xué)位論文型的誤差值。表 4.3 基于 RBF 的前縱梁碰撞模型2R 誤差變量名 誤差值吸能量 I 0.95169侵入量 Q 0.94883質(zhì)量 M 0.99864 4.9 所示為各響應(yīng)的2R 誤差示意圖，由圖可知，近似模型各響應(yīng)的R于 1。因而該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型同樣可以代替前縱梁碰撞物理模型。

圖 4.11 基于2R 檢測所得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型誤差分析柱狀圖310 330 350 370Predicted4.44.4Actual1.2E71.3E71.4E71.3E7ActualPredicted Predicted1.1E7 1.1E71.5E7Q M I圖 4.12 基于2R 檢測所得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型誤差分析示意圖文采用 RSM 響應(yīng)面法、徑向基 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法以及 Kriging 方前縱梁的吸能量 I、侵入量 Q 和質(zhì)量 M 的近似模型。通過對這幾種精度的比較以及從工程上可接受的精度考慮，最終選擇了以 RBF 神立的前縱梁碰撞近似模型。

工程碩士學(xué)位論文料屈服極限；v是泊松比； E 是材料彈性模量。橫截面的厚寬比(t b )滿足不等式(4.20)時(shí)，縱梁失穩(wěn)強(qiáng)度度小，此時(shí)縱梁壓潰變形模式主要由其橫截面的幾何特性則變形的區(qū)域較大時(shí)容易導(dǎo)致彎折變形；反之，當(dāng)縱梁的滿足不等式(4.20)時(shí)，縱梁失穩(wěn)強(qiáng)度要比材料的屈服極限模式主要由其材料特性決定，薄壁梁容易發(fā)生穩(wěn)定的皺褶梁選擇合理的材料以及合適的截面厚寬比（ ）是一種方法。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2832101