本文關鍵詞：碳纖維復合材料汽車保險杠的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國的汽車保有量呈逐年上漲趨勢,由此造成的交通事故也在逐年增多。所以,人們對汽車安全的關注程度也越來越高。在發(fā)生交通事故時,汽車保險杠系統(tǒng)首先與物體或者其他車輛發(fā)生碰撞,所以研究汽車保險杠的碰撞性能可以在一定程度上提高汽車的安全性。本文使用UG軟件建立了保險杠系統(tǒng)、擺錘的幾何模型。然后將幾何模型導入到HyperMesh中,進行網格的劃分,進而形成有限元模型。緊接著在HyperMesh和LS-DYNA的耦合環(huán)境中對有限元模型進行前處理工作。經過前處理的有限元模型導出為K文件后提交給ANSYS中的LS-DYNA求解器進行運算。最后在后處理軟件HyperGraph和HyperView中分析保險杠梁的變形、擺錘的加速度、擺錘和蒙皮之間的沖擊力等響應特性,以此來對保險杠系統(tǒng)的耐撞性能進行評價,從而達到輕量化的目標。本文的主要內容如下：第一,對國內外的汽車碰撞研究做了簡要的闡述,介紹了碳纖維復合材料在汽車上的應用情況,并且對轎車保險杠的碰撞研究以及轎車保險杠的碰撞法規(guī)進行了概述；第二,論述了有限元方法、汽車碰撞有限元分析方法和復合材料的力學理論；第三,建立了保險杠碰撞的有限元模型；第四,經過分析保險杠在低速碰撞下的仿真結果,選出了適用于保險杠梁的最佳的碳纖維復合材料；第五,針對低速碰撞情況下,吸能支架的變形不是很明顯的現(xiàn)象,對簡化的保險杠系統(tǒng)進行了高速碰撞仿真。將高速碰撞中吸能支架的材料參數(shù)再賦予低速碰撞的吸能支架,運行低速碰撞仿真后,保險杠系統(tǒng)仍然有較好的碰撞性能。保險杠系統(tǒng)是車型開發(fā)的重點之一,通過本文對保險杠系統(tǒng)的研究,在一定程度上為以后的研究和設計提供了根據(jù)。
【關鍵詞】：保險杠 碳纖維復合材料 碰撞仿真 輕量化
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U463.326
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 汽車碰撞研究概述12-14
• 1.3 碳纖維復合材料在汽車上的應用概況14-15
• 1.4 轎車前保險杠研究概述15-19
• 1.4.1 轎車保險杠碰撞研究概述16-18
• 1.4.2 轎車保險杠碰撞法規(guī)概述18-19
• 1.5 本課題研究內容19-20
• 第2章 相關理論20-34
• 2.1 有限元方法概述20-23
• 2.1.1 有限元的發(fā)展20-21
• 2.1.2 有限元的基本理論21-23
• 2.2 汽車碰撞有限元仿真分析方法23-24
• 2.3 復合材料力學理論24-33
• 2.3.1 復合材料概述24-25
• 2.3.2 復合材料基本構造形式25-27
• 2.3.3 正交各向異性材料力學基礎27-30
• 2.3.4 復合材料單層板力學基礎30-31
• 2.3.5 復合材料層合板力學基礎31-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 有限元建模及碰撞模型前處理34-49
• 3.1 使用軟件介紹34-37
• 3.1.1 UG簡介34-35
• 3.1.2 HyperWorks簡介35-37
• 3.2 保險杠碰撞系統(tǒng)模型的建立37-40
• 3.2.1 幾何模型的建立38
• 3.2.2 有限元模型的建立38-40
• 3.3 碰撞模型前處理40-48
• 3.3.1 部件之間的定位41
• 3.3.2 材料和屬性設置41-43
• 3.3.3 網格和節(jié)點穿透檢查43
• 3.3.4 零部件的連接43-44
• 3.3.5 配重和接觸設置44-46
• 3.3.6 加載和約束的設置46-47
• 3.3.7 計算參數(shù)的設置47-48
• 3.4 本章小結48-49
• 第4章 保險杠系統(tǒng)低速碰撞仿真及分析49-59
• 4.1 ANSYS/LS-DYNA簡介49-50
• 4.2 K文件50-51
• 4.3 保險杠系統(tǒng)低速碰撞仿真結果分析51-58
• 4.3.1 能量變化曲線51-52
• 4.3.2 保險杠梁的變形52-53
• 4.3.3 蒙皮和擺錘間的沖擊力53-54
• 4.3.4 擺錘的加速度54
• 4.3.5 不同厚度保險杠梁的碰撞性能54-56
• 4.3.6 保險杠梁和吸能支架的變形云圖56-58
• 4.4 本章小結58-59
• 第5章 保險杠系統(tǒng)高速碰撞仿真及分析59-62
• 5.1 保險杠系統(tǒng)高速碰撞仿真前處理59-60
• 5.2 保險杠系統(tǒng)高速碰撞仿真結果分析60
• 5.3 保險杠低速碰撞模型驗證及其結果分析60-61
• 5.4 本章小結61-62
• 結論62-64
• 參考文獻64-69
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果69-70
• 致謝70

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