快速發(fā)展的汽車行業(yè)在改善人類生活的同時也帶來了諸如交通事故、環(huán)境污染、能源危機等嚴重的社會問題。汽車碰撞安全由于直接關系到乘員及行人的生命安全而得到全社會的廣泛關注。前縱梁是整車碰撞工況中最重要的吸能部件和傳力結構,特別是在正面高速碰撞工況下,前縱梁的吸能能力和變形模式?jīng)Q定了整車碰撞加速度響應的好壞以及乘員艙侵入量的大小。隨著整車碰撞安全性法規(guī)的日趨嚴格,解決前縱梁的耐撞性設計問題成為新的研究熱點。單帽型薄壁梁作為汽車車身的重要吸能結構,由于其具有強度高、吸能效果好、質量輕等特點而在汽車碰撞安全方面得到廣泛應用。在汽車的碰撞事故中,車身薄壁梁結構受力復雜,表現(xiàn)出較為復雜的壓潰變形形式。其中,彎曲壓潰和軸向壓潰是薄壁梁壓潰變形中的兩種典型變形形式。因此,分析單帽型薄壁梁彎曲壓潰和軸向壓潰的變形機理,建立相應吸能理論預測模型,探究其合理變形次序和穩(wěn)定變形條件則成為前縱梁耐撞性設計的理論基礎。本文的研究工作主要體現(xiàn)在:(1)以Kecman薄壁梁彎曲壓潰理論和Wierzbicki超折疊單元理論為基礎,建立一種改進的單帽型薄壁梁準靜態(tài)彎曲壓潰和軸向壓潰理論模型,并推導相應的吸能公式。通過將單帽型薄壁梁結構分解為基本帽型單元和平板單元,使得改進的理論模型能夠適用于求解同材同厚、同材異厚、異材同厚、異材異厚的單帽型薄壁梁彎曲壓潰和軸向壓潰吸能的理論預測。并通過試驗和仿真相結合的手段驗證了理論預測模型的準確性和通用性。(2)分析薄壁梁彎曲壓潰和軸向壓潰的屈服準則,建立單帽型薄壁梁簡化模型,并以其為研究對象,利用有限元仿真和理論分析相結合的手段探究單帽型薄壁梁在彎壓聯(lián)合工況作用下發(fā)生彎曲壓潰和軸向壓潰的條件。(3)建立典型變截面單帽型薄壁梁有限元模型,利用有限元仿真手段探究不同變截面傾角和過度面圓角半徑對變截面單帽型薄壁梁抗彎能力的影響規(guī)律以及薄壁梁翻邊寬度、截面寬度、截面高度等截面參數(shù)對薄壁梁變形穩(wěn)定性的影響規(guī)律,最終得出薄壁梁發(fā)生合理變形次序以及穩(wěn)定壓潰變形時各結構參數(shù)合理設計范圍。(4)基于第四章研究成果建立單帽型前縱梁初始簡化模型,分析其初始碰撞性能;建前縱梁代理模型,建立多目標優(yōu)化數(shù)學模型,并對其進行初始耐撞性優(yōu)化設計,得到前縱梁初始優(yōu)化模型�；诔跏純�(yōu)化模型進行結構特征設計,最終得到前縱梁二次優(yōu)化模型。將前縱梁三種結構狀態(tài)的耐撞性能進行對比,驗證本章耐撞性設計方法的有效性。
【學位單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U463.326
【部分圖文】：

單帽型薄壁梁三點彎曲試驗

15圖 2.8 單帽型薄壁梁軸向壓潰試驗向壓潰有限元模型建立件建立單帽型薄壁梁的彎曲壓潰和軸9(b)所示。單帽型薄壁梁采用 MAT24壁梁彎曲壓潰有限元模型中的壓頭和

單帽型薄壁梁有限元模型
【參考文獻】

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本文編號：2875102