發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 13:32

  本文關(guān)鍵詞：輕型貨車正面碰撞安全性能分析與優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 輕型貨車 正面碰撞 優(yōu)化設(shè)計(jì) 約束系統(tǒng)

【摘要】：隨著我國(guó)對(duì)汽車被動(dòng)安全性試驗(yàn)法規(guī)的不斷完善,在《汽車正面碰撞乘員保護(hù)》法規(guī)2014修訂版的適用范圍中,加入了輕型貨車這一車型,此前對(duì)這類車型的設(shè)計(jì)沒(méi)有統(tǒng)一的試驗(yàn)驗(yàn)證方法,以致于缺乏對(duì)輕型貨車這類車型的設(shè)計(jì)以及仿真分析的經(jīng)驗(yàn)。本文以輕型貨車這一車型為研究對(duì)象,探究了其車身結(jié)構(gòu)對(duì)碰撞安全性的影響,并對(duì)其局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化研究。本文首先利用Hypermesh軟件建立了輕型貨車整車碰撞仿真模型,在Ls-Dyna中進(jìn)行了50km/h正面100%剛性壁碰撞仿真計(jì)算,分別從力的傳遞路徑、能量管理、駕駛室侵入量以及車身結(jié)構(gòu)變形等角度對(duì)碰撞仿真結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià),并分析了整車碰撞安全性的影響因素。然后對(duì)不滿足目標(biāo)項(xiàng)進(jìn)行了局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì):①以增加吸能和減小縱梁彎折變形為目標(biāo),對(duì)縱梁結(jié)構(gòu)和吸能盒的形狀尺寸進(jìn)行了重點(diǎn)優(yōu)化,并通過(guò)建立縱梁子系統(tǒng)仿真模型對(duì)改進(jìn)結(jié)構(gòu)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證;②以減小駕駛室侵入變形為目標(biāo),對(duì)駕駛室的前圍板、側(cè)圍以及A柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。對(duì)優(yōu)化后的整車模型進(jìn)行碰撞仿真計(jì)算,和原模型計(jì)算結(jié)果以及目標(biāo)值做了對(duì)比驗(yàn)證。最后利用Ls-DYNA中的PrePost模塊建立了乘員約束系統(tǒng)碰撞分析模型并進(jìn)行了仿真計(jì)算。參考法規(guī),對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析。研究結(jié)果表明影響輕型貨車碰撞安全性的主要原因在于車身縱梁中部結(jié)構(gòu)橫向剛度不足,發(fā)生了折彎變形從而導(dǎo)致了駕駛室侵入量過(guò)大。改進(jìn)設(shè)計(jì)后的縱梁折彎變形消失,吸能盒的吸能量明顯提高,駕駛室侵入量得到了有效控制,并且頭部3ms合成加速度、胸部壓縮量和大腿壓縮力均滿足了法規(guī)要求。優(yōu)化后的整車結(jié)構(gòu)有效地提高了整車的碰撞安全性能。本文研究為該車型的后期設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)和數(shù)值計(jì)算方法。
【關(guān)鍵詞】：輕型貨車 正面碰撞 優(yōu)化設(shè)計(jì) 約束系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(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4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 汽車安全性研究的背景及意義10-11
• 1.2 汽車碰撞安全性的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外汽車碰撞安全研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)汽車碰撞安全研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 輕型貨車正面碰撞被動(dòng)安全性主要研究?jī)?nèi)容和方法13-16
• 1.3.1 輕型貨車正碰安全性的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.3.2 輕型貨車正碰安全性研究方法14-16
• 1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 汽車安全性理論基礎(chǔ)18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 動(dòng)態(tài)顯式有限元求解控制方程18-20
• 2.2.1 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)描述18-19
• 2.2.2 守恒方程19-20
• 2.2.3 邊界條件20
• 2.3 空間有限元離散20-21
• 2.4 顯式中心差分算法21-22
• 2.5 接觸算法22-23
• 2.6 我國(guó)正碰法規(guī)以及C-NCAP的介紹23-26
• 2.6.1 正面碰撞法規(guī)內(nèi)容23-24
• 2.6.2 中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程簡(jiǎn)介24-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 3 有限元模型的建立及可信性分析27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 整車正面碰撞有限元模型建立27-30
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分原則27-28
• 3.2.2 材料定義28-29
• 3.2.3 接觸定義29
• 3.2.4 沙漏控制29-30
• 3.2.5 時(shí)間步長(zhǎng)控制30
• 3.3 剛性墻的設(shè)定30-31
• 3.4 連接方式選擇31
• 3.5 輸出設(shè)置31-33
• 3.6 模型的可信性評(píng)價(jià)33-34
• 3.7 本章小結(jié)34-35
• 4 輕型貨車正面碰撞結(jié)構(gòu)耐撞性分析35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 整車結(jié)構(gòu)變形過(guò)程分析]35-37
• 4.3 整車加速度分析37-39
• 4.3.1 加速度波形設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)37-38
• 4.3.2 輕型貨車的加速度曲線38-39
• 4.4 力的傳遞分析39-40
• 4.5 碰撞能量吸收管理分析40-41
• 4.6 變形分析41-44
• 4.6.1 駕駛室侵入變形分析41-43
• 4.6.2 吸能盒以及縱梁的變形分析43-44
• 4.7 本章小結(jié)44-46
• 5 輕型貨車正面結(jié)構(gòu)耐撞性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)46-62
• 5.1 引言46
• 5.2 縱梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)46-49
• 5.2.1 縱梁子系統(tǒng)有限元模型的建立46-47
• 5.2.2 縱梁的優(yōu)化措施47-49
• 5.3 吸能盒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)49-53
• 5.3.1 吸能盒尺寸優(yōu)化50-51
• 5.3.2 吸能盒形狀優(yōu)化51-53
• 5.4 駕駛室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)53-56
• 5.4.1 前圍板的改進(jìn)設(shè)計(jì)53-55
• 5.4.2 A柱以及側(cè)圍的改進(jìn)設(shè)計(jì)55-56
• 5.5 改進(jìn)設(shè)計(jì)后的整車有限元仿真驗(yàn)證56-60
• 5.6 本章小結(jié)60-62
• 6 正面碰撞約束系統(tǒng)仿真分析62-70
• 6.1 引言62
• 6.2 正面碰撞約束系統(tǒng)有限元建模62-67
• 6.2.1 假人模型的定位62-63
• 6.2.2 安全帶建模63-65
• 6.2.3 駕駛員安全氣囊建模65-66
• 6.2.4 接觸定義66-67
• 6.3 正面約束系統(tǒng)碰撞分析評(píng)價(jià)67-69
• 6.3.1 頭部 3ms合成加速度分析67-68
• 6.3.2 胸部壓縮量分析68
• 6.3.3 大腿壓縮力分析68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 7 總結(jié)及展望70-72
• 7.1 全文總結(jié)70-71
• 7.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-76
• 致謝76-77

【相似文獻(xiàn)】

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