車身結構輕量化是促進傳統(tǒng)能源汽車節(jié)能減排,解決新能源汽車續(xù)航里程焦慮的有效解決方法,得到汽車工業(yè)界和學術界越來越多的關注。使用新的輕質(zhì)車身材料和開發(fā)創(chuàng)新結構可以有效實現(xiàn)輕量化。而汽車設計要求需要車身結構具備優(yōu)異的耐撞性能,薄壁吸能結構在車身耐撞性設計中具有重要意義。傳統(tǒng)的薄壁吸能結構大部分基于等厚度設計,在碰撞變形過程中,由于承載不均勻無法實現(xiàn)結構材料的吸能最大化,而變壁厚的薄壁結構可以進一步提高材料的利用率,實現(xiàn)結構輕質(zhì)高效的目標,因此開發(fā)兼顧輕量化和耐撞性的新型吸能結構已成為新的研究熱點。為了實現(xiàn)汽車車身結構的輕量化,同時提高汽車的結構碰撞安全性,本論文以鋁制變厚度薄壁吸能結構為研究對象,采用實驗、數(shù)值模擬和理論解析方法開展了系統(tǒng)的研究,從變厚度單胞薄壁結構的抗彎曲、抗軸向壓縮行為入手,揭示了變厚度單胞結構的變形模式和壓縮力響應,進而研究變厚度多胞薄壁結構的耐撞性機理和厚度影響規(guī)律分析;并將論文研究內(nèi)容推廣應用到車身前防撞梁總成的變厚度設計中,有效實現(xiàn)了車身零部件的減重并提升了能量吸收。本論文的研究工作揭示了變厚度薄壁結構的能量吸收機理和能量吸收特性,建立了變厚度薄壁吸能結構耐撞性... 

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及其意義
    1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展概述
        1.2.1 輕質(zhì)薄壁單胞吸能結構研究現(xiàn)狀
        1.2.2 輕質(zhì)薄壁多胞吸能結構研究現(xiàn)狀
        1.2.3 車身前端薄壁吸能結構研究現(xiàn)狀
        1.2.4 變厚度薄壁結構研究現(xiàn)狀
        1.2.5 耐撞性能評價指標
    1.3 存在的主要問題
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 基于橫向載荷下的變厚度管能量吸收研究
    2.1 引言
    2.2 實驗設計與有限元建模
        2.2.1 材料屬性
        2.2.2 實驗方案
        2.2.3 有限元建模
    2.3 彎曲試驗和仿真結果
        2.3.1 彎曲變形模式和載荷-位移曲線
        2.3.2 彎曲特性對比分析
    2.4 基于無量綱的變厚度圓管彎曲變形分析
        2.4.1 FGT管和UT管的彎曲變形
        2.4.2 厚度變化對FGT管彎曲性能的影響
    2.5 本章小結
第3章 基于軸向載荷下的變厚度管壓潰響應研究
    3.1 引言
    3.2 準靜態(tài)壓縮實驗與有限元建模
        3.2.1 幾何描述
        3.2.2 實驗與有限元建模
    3.3 基于軸向載荷的變厚度方管平均壓縮力理論預測
        3.3.1 軸向變厚度方管平均壓縮力理論預測
        3.3.2 水平變厚度方管平均壓縮力理論預測
    3.4 結果與討論
        3.4.1 理論預測和數(shù)值模擬的驗證
        3.4.2 厚度梯度對變厚度方管吸能性能的影響
    3.5 結論
第4章 基于軸向載荷的變厚度多胞管吸能機理研究
    4.1 引言
    4.2 變厚度多胞管
    4.3 變厚度多胞管吸能行為研究
        4.3.1變厚度多胞管準靜態(tài)壓縮實驗
        4.3.2 變厚度多胞管有限元仿真建模
        4.3.3 變厚度多胞管實驗和仿真結果分析
    4.4 厚度梯度對變厚度多胞管吸能行為的影響
        4.4.1 厚度梯度對軸向變厚度多胞管的耐撞性影響分析
        4.4.2 厚度梯度對水平變厚度多胞管的耐撞性影響分析
    4.5 變厚度多胞管平均壓縮力理論預測模型
        4.5.1 水平變厚度多胞管理論模型預測
        4.5.2 軸向變厚度多胞管理論模型預測
    4.6 本章小結
第5章 基于多目標優(yōu)化的車身保險杠總成耐撞性設計
    5.1 引言
    5.2 問題描述
    5.3 車身吸能盒優(yōu)化設計
        5.3.1 十字梁結構準靜態(tài)壓縮實驗及有限元模型驗證
        5.3.2 十字梁結構變形模式分析
        5.3.3 基于多目標優(yōu)化方法的多角結構吸能參數(shù)設計
    5.4 車身前防撞梁總成結構優(yōu)化設計
        5.4.1 車身前防撞梁總成臺車碰撞實驗及有限元模型驗證
        5.4.2 車身前防撞梁總成高速碰撞下的動態(tài)響應
        5.4.3 車身變厚度多胞前防撞梁總成優(yōu)化設計
    5.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄
附錄 B 攻讀學位期間所主持或參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3674252