本文關(guān)鍵詞：考慮沖壓成形影響的前防撞梁耐撞性研究

  更多相關(guān)文章： 防撞梁 沖壓成形 網(wǎng)格映射 正交實(shí)驗(yàn) 仿真精度

【摘要】：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車的被動(dòng)安全性受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注,如何提高汽車碰撞仿真的精度是汽車被動(dòng)安全研究的一大難點(diǎn)。傳統(tǒng)的汽車碰撞仿真分析中,車身各部件的材料和屬性都被假定為理想狀態(tài),即認(rèn)為構(gòu)件的厚度是均勻分布的,材料和屬性均沒(méi)有任何變化。這中理想的假設(shè)本身就會(huì)對(duì)碰撞仿真的精度造成極大的干擾,與實(shí)際碰撞試驗(yàn)的條件不符。保險(xiǎn)杠防撞梁作為車身上典型的薄壁安全件,大部分經(jīng)過(guò)沖壓成形工藝獲得,而成形過(guò)程必然引起防撞梁厚度、應(yīng)力及應(yīng)變發(fā)生變化,對(duì)車身結(jié)構(gòu)的耐撞性能產(chǎn)生很大影響。為了精確模擬汽車的碰撞仿真,本文對(duì)考慮沖壓成形影響的前保險(xiǎn)杠防撞梁的耐撞性能進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,為了證明考慮成形結(jié)果的整車碰撞仿真更能精確反映實(shí)車碰撞試驗(yàn)結(jié)果這一結(jié)論成立,本文以國(guó)內(nèi)某款汽車的整車正面100%剛性壁碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),并對(duì)該車型前防撞梁進(jìn)行沖壓成形分析,然后進(jìn)行網(wǎng)格映射,最后將網(wǎng)格映射前后的防撞梁分別裝到該車的整車碰撞有限元模型中,并進(jìn)行正面100%剛性壁障碰撞仿真分析,將碰撞后得到的整車加速度波形等結(jié)果分別與實(shí)車碰撞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出防撞梁考慮沖壓成形結(jié)果的整車正面碰撞仿真比沒(méi)有考慮沖壓成形結(jié)果的整車正面碰撞仿真更接近試驗(yàn)碰撞結(jié)果這一可靠結(jié)論。其次,論文參考相關(guān)文獻(xiàn)建立兩種結(jié)構(gòu)形式的防撞梁模型。根據(jù)IIHS法規(guī)的要求,確定碰撞仿真的工況。通過(guò)清理保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的幾何模型,定義有限元網(wǎng)格尺寸大小,定義材料屬性,建立約束及載荷條件,進(jìn)行接觸及沙漏控制,建立起保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的碰撞有限元模型。第三,選用防撞梁材料、厚度、結(jié)構(gòu)形式作為影響因素,通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),得到數(shù)值模擬的實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的碰撞過(guò)程進(jìn)行仿真。由仿真結(jié)果得到對(duì)防撞梁耐撞性影響最大的因素,并確定防撞梁最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式;對(duì)防撞梁最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì),定義了防撞梁橫截面尺寸的四個(gè)變量,再次對(duì)截面尺寸的四個(gè)變量進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),利用響應(yīng)面法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立四個(gè)變量與最大吸能量、最小質(zhì)量和最大位移的數(shù)學(xué)模型,并采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)響應(yīng)面模型進(jìn)行尋優(yōu),得到防撞梁橫截面最優(yōu)的輪廓尺寸。最后,對(duì)結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸優(yōu)化后的防撞梁進(jìn)行沖壓成形仿真,將考慮板料厚度、殘余應(yīng)力及塑性應(yīng)變等物理量的防撞梁沖壓成形結(jié)果文件與沒(méi)有考慮沖壓成形結(jié)果的防撞梁常規(guī)碰撞結(jié)構(gòu)文件進(jìn)行網(wǎng)格映射,將網(wǎng)格映射與無(wú)網(wǎng)格映射防撞梁網(wǎng)格模型分別裝到整車碰撞有限元模型上進(jìn)行整車正面100%剛性壁障碰撞分析及正面40%偏置可變形壁障碰撞分析。本文從提高汽車碰撞仿真分析精度方面入手,提出了考慮沖壓成形影響的碰撞仿真分析方案,優(yōu)化了前保險(xiǎn)杠防撞梁的結(jié)構(gòu)形式及橫截面參數(shù),對(duì)汽車重要結(jié)構(gòu)零部件高精度碰撞分析及整車安全設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：防撞梁 沖壓成形 網(wǎng)格映射 正交實(shí)驗(yàn) 仿真精度
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U467.14
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景和意義10-12
• 1.1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.2 課題研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外汽車碰撞研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外有限元分析的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外考慮沖壓成形影響的碰撞仿真分析研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 基于沖壓成形的碰撞仿真理論基礎(chǔ)18-27
• 2.1 碰撞動(dòng)力學(xué)理論18-19
• 2.2 碰撞分析有限元理論19-22
• 2.2.1 碰撞分析常用的材料模型19-20
• 2.2.2 單元類型20-21
• 2.2.3 接觸處理和沙漏控制21-22
• 2.2.4 時(shí)間步長(zhǎng)的確定22
• 2.3 沖壓成形及網(wǎng)格映射理論22-26
• 2.3.1 沖壓工藝對(duì)零件的影響22-23
• 2.3.2 一步逆成形有限元法23-24
• 2.3.3 網(wǎng)格映射理論24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 考慮沖壓成形影響的仿真結(jié)果有效性驗(yàn)證27-35
• 3.1 防撞梁沖壓成形性能分析28-30
• 3.2 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比30-33
• 3.3 本章小結(jié)33-35
• 第四章 防撞梁結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)35-48
• 4.1 優(yōu)化方案描述35-36
• 4.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化36-40
• 4.2.1 試驗(yàn)參數(shù)的確定37
• 4.2.2 因子和水平的確定37
• 4.2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果37-39
• 4.2.4 極差分析法39-40
• 4.3 響應(yīng)面法優(yōu)化40-47
• 4.3.1 響應(yīng)面法介紹40-42
• 4.3.2 防撞梁響應(yīng)面法優(yōu)化問(wèn)題描述42-43
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和樣本仿真43-45
• 4.3.4 防撞梁的粒子群算法多目標(biāo)優(yōu)化45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 考慮成形結(jié)果的防撞梁碰撞仿真48-60
• 5.1 防撞梁的沖壓成形性能48-50
• 5.2 防撞梁網(wǎng)格映射分析50-51
• 5.3 考慮沖壓成形影響的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)對(duì)比分析51-53
• 5.4 考慮沖壓成形影響的整車碰撞性能對(duì)比分析53-59
• 5.4.1 整車有限元模型的建立53-54
• 5.4.2 正面 100%剛性壁碰撞54-57
• 5.4.3 正面 40%可變形壁障偏置碰撞57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)和展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳為民,高文勝,劉嬈,許東衛(wèi);液中放電金屬?zèng)_壓成形研究[J];電加工;1998年05期

2 肖小亭,孫友松,廖毅娟,章爭(zhēng)榮;豪華型鋼瓦沖壓成形[J];模具工業(yè);2000年12期

3 高廣軍;交叉桿沖壓成形的數(shù)值模擬分析及工藝優(yōu)化[J];模具制造;2002年10期

4 孫杰,袁國(guó)定,陳煒,姜銀方,余雷,仲志剛;沖壓成形仿真過(guò)程中有限元網(wǎng)格模型的建立[J];模具工業(yè);2003年06期

5 施法中;徐國(guó)艷;王昱皓;張?zhí)K;劉艷芳;王偉;;一步法沖壓成形分析軟件SheetForm-OneStep的研究與開發(fā)[J];輕型汽車技術(shù);2005年01期

6 江昌勇;;沖壓成形的質(zhì)量分析及質(zhì)量控制方法[J];常州工學(xué)院學(xué)報(bào);2007年05期

7 李廣明;;沖壓成形不良產(chǎn)品的分析與對(duì)策[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2011年03期

8 王金輪;蘭鳳崇;陳吉清;;沖壓成形導(dǎo)致材料性能的變化對(duì)耐撞性的影響[J];汽車工程;2012年04期

9 靳海亮;趙愛(ài)民;陳銀莉;程俊業(yè);;鈦對(duì)含硼熱沖壓成形用鋼組織和性能的影響[J];機(jī)械工程材料;2012年08期

10 姜鴻昌;一次沖壓成形180°相對(duì)彎頭[J];模具通訊;1980年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張舉東;;汽車薄板與沖壓成形性[A];河南省汽車工程學(xué)會(huì)首屆科研學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

2 黃國(guó)滔;楊相忠;;沖壓成形中的芯塊利用[A];探索創(chuàng)新交流－－中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2004年

3 蘇嵐;程俊業(yè);陳銀莉;許應(yīng);戎文娟;;熱沖壓成形實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)研究[A];第十四屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)：鋼材深加工研討會(huì)論文集[C];2012年

4 宋子明;;汽車雨刮器托盤的沖壓成形技術(shù)[A];云南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨十三省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

5 宋子明;;汽車雨刮器托盤的沖壓成形技術(shù)[A];第四屆十三省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨2008海南機(jī)械科技論壇論文集[C];2008年

6 張莉;吳開騰;;薄鋼板沖壓成形的有限元模擬和分析研究[A];第五屆全國(guó)強(qiáng)動(dòng)載效應(yīng)及防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議暨復(fù)雜介質(zhì)/結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

7 周建忠;楊繼昌;許友誼;楊興華;張永康;;柔性化的板料激光沖壓成形新技術(shù)研究[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

8 胡勇;張偉勇;袁萍;王呈方;周永清;劉光武;;船體外板沖壓成形研究[A];2011年CAD/CAM學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];2011年

9 陳秀深;;轎車車門內(nèi)板的沖壓成形[A];第八屆全國(guó)塑性加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

10 周建忠;楊繼昌;許友誼;楊興華;張永康;;柔性化的板料激光沖壓成形新技術(shù)研究[A];第八屆全國(guó)塑性加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 中航工業(yè)黎明 楊踴 石豎鯤 王立成;特種沖壓成形技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用探討[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2012年

2 張亦筑;鎂合金沖壓成形技術(shù)獲突破[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2013年

3 記者 付強(qiáng);遼源建立首個(gè)院士工作站[N];吉林日?qǐng)?bào);2012年

4 周賢賓 嚴(yán)致和;發(fā)展遇阻沖壓成形業(yè)尋求突破[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2004年

5 劉立忠;軋制差厚板沖壓成形的研究進(jìn)展[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2014年

6 劉友存 摘譯;圍繞用戶需求開展生產(chǎn)工藝創(chuàng)新[N];中國(guó)冶金報(bào);2008年

7 劉友存 摘譯;技術(shù)創(chuàng)新保證汽車用鋼有效應(yīng)用[N];中國(guó)冶金報(bào);2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 呂萌萌;超高強(qiáng)度硼鋼板熱沖壓成形數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 馬聞?dòng)?AA6082鋁合金熱沖壓成形控性規(guī)律研究及工藝優(yōu)化[D];北京科技大學(xué);2016年

3 史棟勇;高強(qiáng)鋼熱沖壓成形性及微觀力學(xué)性能數(shù)值預(yù)測(cè)[D];大連理工大學(xué);2015年

4 劉大海;5052鋁合金板材磁脈沖輔助沖壓成形變形行為及機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 伍杰;鎳鍍層金屬薄板沖壓成形的失效分析[D];湘潭大學(xué);2012年

6 韓利芬;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的薄板沖壓成形中的反演問(wèn)題研究[D];湖南大學(xué);2006年

7 桂中祥;高性能硼鋼熱沖壓成形及Al-Si鍍層開裂失效行為研究[D];華中科技大學(xué);2014年

8 侯英岢;汽車鋼板沖壓成形表面損傷規(guī)律與控制方法研究[D];上海交通大學(xué);2009年

9 廖代輝;沖壓成形材料性能變化及其對(duì)車身結(jié)構(gòu)耐撞性影響研究[D];湖南大學(xué);2013年

10 李小平;加油盒沖壓成形數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋灝;汽車背門內(nèi)板沖壓成形與回彈的數(shù)值模擬研究[D];天津理工大學(xué);2015年

2 孫玉雙;22MnB5鋼板B柱熱沖壓成形技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 花魁;大尺寸葉片成形過(guò)程模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];陜西理工學(xué)院;2015年

4 孫振謙;汽車圍板沖壓成形研究[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2015年

5 李曉娟;基于熱—力—相變耦合的高強(qiáng)鋼BR1500HS熱沖壓盒型件研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

6 王列亮;多因素對(duì)鋁合金板沖壓成形質(zhì)量影響的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2015年

7 袁國(guó)興;高強(qiáng)鋼TRB熱沖壓成形工藝和試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 張瀟;亞穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭溫沖壓溫度研究[D];浙江大學(xué);2015年

9 張磊;超高強(qiáng)度BR1500HS鋼高溫變形行為研究及熱沖壓過(guò)程數(shù)值模擬[D];上海大學(xué);2015年

10 畢盧思;基于某乘用車側(cè)圍板沖壓仿真分析和回彈預(yù)測(cè)[D];重慶理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：807116