發(fā)布時(shí)間：2021-04-07 18:10

　　隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量和保有量的迅速增長,交通安全、環(huán)境污染、能源短缺等問題也越來越突出。車輛碰撞造成重傷或者死亡的事故中,正面碰撞占有較大比例,提高車輛結(jié)構(gòu)正面耐撞性能對乘員的安全性極其重要,同時(shí)車輛結(jié)構(gòu)輕量化對汽車節(jié)能、環(huán)保具有重要意義。相比等厚度板和激光拼焊板（Tailor welded blank,TWB）,軋制變厚度板（Tailor rolled blank,TRB）的厚度具有連續(xù)變化的特點(diǎn),在車身結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面具有更好的耐撞性能和輕量化優(yōu)勢。本文以某款轎車正面碰撞的前部關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件為研究對象,通過對前部結(jié)構(gòu)件厚度參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及TRB結(jié)構(gòu)的前縱梁參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)前部結(jié)構(gòu)耐撞性能的提高和輕量化設(shè)計(jì)。本文的主要研究工作及結(jié)果如下:（1）建立某款轎車前部結(jié)構(gòu)簡化的正面碰撞有限元模型,對其進(jìn)行15km/h的低速碰撞仿真計(jì)算,驗(yàn)證其模型有效性后,通過計(jì)算結(jié)果對前部結(jié)構(gòu)變形時(shí)序、結(jié)構(gòu)件能量吸收及前縱梁所受的碰撞力變化情況進(jìn)行分析,以此來評估該轎車前部結(jié)構(gòu)的低速耐撞性能。結(jié)果表明,該車的前部結(jié)構(gòu)低速耐撞性能良好,但是仍有提升空間。（2）在前部結(jié)構(gòu)簡化的正面低速碰撞有限元模型基礎(chǔ)上,選取正面碰撞... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TRB板柔性軋制原理

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文4最終獲得的結(jié)構(gòu)模型相比原模型比吸能提高了61.5%，碰撞力降低了23.6%，總質(zhì)量減少了14.5%[21]。吉林大學(xué)的田凱根據(jù)防撞梁截面設(shè)計(jì)工程經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)典層合板理論初步設(shè)計(jì)一種碳纖維復(fù)合材料的新型防撞梁，在低速碰撞工況下對防撞梁的鋪層厚度進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的防撞梁結(jié)構(gòu)相比鋼制防撞梁減重達(dá)到了64.5%，低速耐撞性能得到了提高，同時(shí)其前端結(jié)構(gòu)高速碰撞變形合理[22]。吉林大學(xué)的徐濤等人建立車體前端子結(jié)構(gòu)的高速碰撞有限元模型，將軋制變厚度技術(shù)應(yīng)用在吸能盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的吸能盒相比原沖壓等厚的吸能盒吸能效果得到了提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)減重7%[23]。1.3TRB結(jié)構(gòu)簡介上世紀(jì)90年代，通過軋制生產(chǎn)的連續(xù)變厚度薄板（Tailorrolledblank，TRB）是由柔性軋制工藝（FlexibleRolling）生產(chǎn)出的金屬薄板，它是在德國亞琛工業(yè)大學(xué)金屬成形研究所被開發(fā)出來的[24]。柔性軋制工藝是指在鋼板軋制過程中，能夠通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)時(shí)控制軋輥間距，使生產(chǎn)出的金屬薄板截面厚度可以沿著軋制方向按預(yù)先設(shè)定的連續(xù)變化。圖1.2為連續(xù)變厚度板柔性軋制原理圖。圖1.3為連續(xù)變厚度板生產(chǎn)過程，其生產(chǎn)過程主要工序有TRB毛坯的軋制、退火熱處理、酸洗、平整軋制、切割及沖壓成形[25]。圖1.2TRB板柔性軋制原理Figure1.2PrincipleofflexiblerollingofTRBboard圖1.3TRB板生產(chǎn)過程Figure1.3TRBboardproductionprocess

部結(jié)構(gòu)，主要是前防撞梁，吸能盒及前縱梁部分，車身主體部分影響較校而本文后續(xù)對前部結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化要采用拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行有限元模型仿真計(jì)算多次來構(gòu)建精確的響應(yīng)近似模型，而計(jì)算整車碰撞模型一次需要較長時(shí)間。在這種情況下，可以將汽車主體部分進(jìn)行簡化，從而減少單元數(shù)量，減少計(jì)算時(shí)間。汽車前部結(jié)構(gòu)簡化模型的方法主要是把前防撞梁、吸能盒、前縱梁及相應(yīng)加強(qiáng)件提取出來，對其進(jìn)行有限元建模，同時(shí)需要對簡化的模型施加合理的載荷條件和約束條件，以保證簡化模型在數(shù)值模擬中的性能與原整車模型盡可能接近。圖3.1為某款轎車正面碰撞主要前部結(jié)構(gòu)，其中1為前防撞梁，2為吸能盒組件，3為前縱梁組件。圖3.1轎車前部結(jié)構(gòu)Figure3.1frontstructureofthecar3.2.2有限元網(wǎng)格的劃分由企業(yè)提供的某款轎車CAD幾何模型，將選取的前防撞梁、吸能盒、前縱梁及加強(qiáng)件等總共13個(gè)結(jié)構(gòu)件幾何模型導(dǎo)入到HyperMesh中，由于都是同等厚度的鈑金件，則先抽取中面，然后對中面進(jìn)行幾何清理。幾何清理主要是對中面上的工藝孔、過渡圓角、凸包等細(xì)小幾何特征進(jìn)行清除或簡化，其中有幾何突變的特征要保留，同時(shí)要保證原幾何模型的形狀完整性，為后續(xù)網(wǎng)格劃分貼近幾何模型和質(zhì)量作保證。參考汽車企業(yè)碰撞分析計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文獻(xiàn)，該結(jié)構(gòu)件都是鈑金件，因此選

【參考文獻(xiàn)】：
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