全球汽車工業(yè)迅速發(fā)展,汽車保有量持續(xù)攀升,帶來了逐年增加的道路交通事故。行人在事故中作為弱勢群體,事故死亡率較高。因此,我們亟需設計吸能好且輕質(zhì)、機動靈活的發(fā)動機罩用于行人保護。負泊松比金屬蜂窩材料因其輕質(zhì)高強的特點以及優(yōu)良的吸能能力和緩沖性能,在發(fā)動機罩行人防護領域展現(xiàn)出了巨大的潛力。本文采用顯式動力學有限元方法,研究了具有負泊松比特性的手性蜂窩夾芯發(fā)動機罩在人-車碰撞時的動力響應特性;進而圍繞行人頭部保護的性能需求,對該結構進行了多目標優(yōu)化設計。首先,本文提出了一種具有四韌帶手性蜂窩芯體的新型夾芯吸能式發(fā)動機罩概念設計。建立了頭型沖擊器、四韌帶手性蜂窩以及六邊形蜂窩的夾芯吸能式發(fā)動機罩有限元模型,并進行了有限元仿真。手性蜂窩樣件的實驗與仿真結果在變形模式和應力-應變曲線上均吻合,驗證了本文有限元建模方法的可靠性。在此基礎上,研究了兩種夾芯發(fā)動機罩在人-車碰撞時的動力響應特性,并對其行人頭部保護性能進行了對比分析。結果表明,與六邊形蜂窩夾芯發(fā)動機罩相比,手性材料具有負泊松比效應,采用四韌帶手性蜂窩夾芯發(fā)動機罩時的行人頭部損傷值降低了22.3%。其次,對比分析了關鍵結構幾何參數(shù)和碰撞位...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 行人安全
        1.2.2 基于行人保護的發(fā)動機罩蓋
        1.2.3 手性蜂窩
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 研究依據(jù)及方法
    2.1 行人保護法規(guī)及人體頭部損傷評價標準
        2.1.1 歐洲行人保護法規(guī)
        2.1.2 國內(nèi)行人保護法規(guī)
        2.1.3 人體頭部損傷評價標準
    2.2 有限元仿真
    2.3 多目標優(yōu)化
    2.4 代理模型
    2.5 遺傳算法
    2.6 本章小結
3 手性蜂窩夾芯發(fā)動機罩有限元模型
    3.1 手性蜂窩夾芯吸能式發(fā)動機罩
    3.2 有限元模型
    3.3 有限元模型驗證
    3.4 本章小結
4 人-車碰撞中手性蜂窩夾芯發(fā)動機罩動態(tài)響應仿真分析
    4.1 手性蜂窩與六邊形蜂窩夾芯發(fā)動機罩行人頭部保護性能對比
    4.2 夾芯發(fā)動機罩參數(shù)分析
        4.2.1 手性蜂窩圓環(huán)半徑
        4.2.2 圓環(huán)韌帶比
        4.2.3 蜂窩壁厚
        4.2.4 上面板厚度
        4.2.5 下面板厚度
    4.3 行人頭部碰撞位置對手性蜂窩夾芯發(fā)動機罩性能的影響
    4.4 本章小結
5 手性蜂窩夾芯發(fā)動機罩多目標優(yōu)化設計
    5.1 優(yōu)化問題定義
    5.2 代理模型生成與檢驗
    5.3 優(yōu)化結果分析
    5.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
附錄A 試驗設計點(DOE)
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3973354