我國的汽車保有量隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展和道路交通情況的提升呈現(xiàn)爆發(fā)的趨勢,同時也帶來了一系列的安全性問題。車輛耐撞性和安全性的問題非常復雜,發(fā)生交通事故時車輛結(jié)構(gòu)的安全性和駕乘人員的人身安全有很重要的關(guān)系。在實際生產(chǎn)制造時由加工技術(shù)、材料參數(shù)和夾具位置帶來的不確定性會對汽車板件的性能產(chǎn)生直接的影響,從而影響汽車的碰撞安全性。因此對汽車正面碰撞的關(guān)鍵吸能板件進行多目標穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計對于提高汽車的碰撞安全性具有重要意義。本文針對汽車正面碰撞安全性問題,考慮穩(wěn)健性以及安全性,在混合代理模型的基礎(chǔ)上,研究了多目標優(yōu)化方法,提高了汽車正面碰撞的結(jié)構(gòu)耐撞性。論文的主要研究內(nèi)容如下:首先對汽車正面碰撞模型進行有限元的仿真計算,將整車位移、汽車橫梁速度及加速度、發(fā)動機下部加速度及剛性壁反作用力等關(guān)鍵指標的仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行比較,驗證其可用性。對汽車前端關(guān)鍵吸能板件進行靈敏度分析選取設(shè)計變量,選擇B柱峰值加速度、踏板侵入量以及車輛質(zhì)量為優(yōu)化目標,力求達到B柱峰值加速度最小、踏板侵入量最小、車輛質(zhì)量最小的目標。為了提高優(yōu)化效率、降低成本,選擇用代理模型代替有限元模型進行分析計算,為了保證整車多目標優(yōu)化的模... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

田口穩(wěn)健性設(shè)計優(yōu)化模型[54]

2汽車正面碰撞有限元模型的驗證72汽車正面碰撞有限元模型的驗證車輛的正面碰撞過程是一個瞬間且復雜的過程，涉及以塑性變形為特征的材料非線性和以接觸摩擦為特征的非線性范圍[82]，需要使用非線性的分析軟件對其進行運算，該方法離散了延續(xù)性的整體，但各個組件靠節(jié)點相關(guān)聯(lián)[14]，通過計算可以獲得系統(tǒng)各個組件的速度、加速度、應(yīng)力和應(yīng)變分布等曲線，但是需要較高的硬件水平和較長的計算用時。汽車的被動安全研究經(jīng)常把動力學和有限元模型一同進行建模及運算[83]，不僅充分體現(xiàn)了有限元法的優(yōu)勢，而且通過局部多剛體的過程提高了運算的速度[84]，在實際應(yīng)用中的效果非常令人滿意。2.1有限元模型的仿真計算本文中采用的汽車有限元模型是福特公司生產(chǎn)的金牛座車型，原始的有限元模型來自于美國國家公路交通安全管理局。汽車有限元模型共有796個部件、936234個節(jié)點數(shù)、1064611個單元，總質(zhì)量為1.635t。整車有限元模型如圖2.1所示：圖2.1汽車有限元模型Figure2.1Automotivefiniteelementmodel為了采集車輛正面碰撞過程中不同部位的速度、加速度及力的變化，在車輛的座椅橫梁、發(fā)動機部位設(shè)置了傳感器，以采集和輸出整個碰撞過程中的數(shù)據(jù)。傳感器布置情況如圖2.2所示。

重慶大學碩士學位論文8圖2.2汽車傳感器布置Figure2.2Automotivesensorlayout圖2.3汽車100%正面碰撞有限元模型示意圖Figure2.3Finiteelementmodelofcarfrontalcollision在本文中使用Ls-Dyna有限元分析軟件對汽車的正面碰撞進行仿真和計算，得到d3plot文件來查看碰撞過程中整個車輛的狀態(tài)。由于美國國家公路交通安全管理局已經(jīng)對該汽車模型進行了實車的正面碰撞試驗，因此在此采用相同的標準對其進行進一步的優(yōu)化設(shè)計，初始碰撞速度定義為56.3km/h，模擬汽車碰撞過程的持續(xù)時間設(shè)置為150ms，本文每30ms繪制一次整車的變形時序圖，如圖2.4所示。

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本文編號：3600478