發(fā)布時間：2017-09-19 13:32

  本文關鍵詞：輕型貨車正面碰撞安全性能分析與優(yōu)化研究

  更多相關文章： 輕型貨車 正面碰撞 優(yōu)化設計 約束系統(tǒng)

【摘要】：隨著我國對汽車被動安全性試驗法規(guī)的不斷完善,在《汽車正面碰撞乘員保護》法規(guī)2014修訂版的適用范圍中,加入了輕型貨車這一車型,此前對這類車型的設計沒有統(tǒng)一的試驗驗證方法,以致于缺乏對輕型貨車這類車型的設計以及仿真分析的經驗。本文以輕型貨車這一車型為研究對象,探究了其車身結構對碰撞安全性的影響,并對其局部結構進行了優(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中進行了50km/h正面100%剛性壁碰撞仿真計算,分別從力的傳遞路徑、能量管理、駕駛室侵入量以及車身結構變形等角度對碰撞仿真結果進行了評價,并分析了整車碰撞安全性的影響因素。然后對不滿足目標項進行了局部結構優(yōu)化設計:①以增加吸能和減小縱梁彎折變形為目標,對縱梁結構和吸能盒的形狀尺寸進行了重點優(yōu)化,并通過建立縱梁子系統(tǒng)仿真模型對改進結構的有效性進行了驗證;②以減小駕駛室侵入變形為目標,對駕駛室的前圍板、側圍以及A柱結構進行改進設計。對優(yōu)化后的整車模型進行碰撞仿真計算,和原模型計算結果以及目標值做了對比驗證。最后利用Ls-DYNA中的PrePost模塊建立了乘員約束系統(tǒng)碰撞分析模型并進行了仿真計算。參考法規(guī),對計算結果進行了評價和分析。研究結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構橫向剛度不足,發(fā)生了折彎變形從而導致了駕駛室侵入量過大。改進設計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)化后的整車結構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計提供了理論指導和數(shù)值計算方法。
【關鍵詞】：輕型貨車 正面碰撞 優(yōu)化設計 約束系統(tǒng)
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 國外汽車碰撞安全研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內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安全性主要研究內容和方法13-16
• 1.3.1 輕型貨車正碰安全性的主要研究內容13-14
• 1.3.2 輕型貨車正碰安全性研究方法14-16
• 1.4 本課題主要研究內容16-18
• 2 汽車安全性理論基礎18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 動態(tài)顯式有限元求解控制方程18-20
• 2.2.1 物質運動描述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)內容23-24
• 2.6.2 中國新車評價規(guī)程簡介24-26
• 2.7 本章小結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 時間步長控制30
• 3.3 剛性墻的設定30-31
• 3.4 連接方式選擇31
• 3.5 輸出設置31-33
• 3.6 模型的可信性評價33-34
• 3.7 本章小結34-35
• 4 輕型貨車正面碰撞結構耐撞性分析35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 整車結構變形過程分析]35-37
• 4.3 整車加速度分析37-39
• 4.3.1 加速度波形設定標準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44-46
• 5 輕型貨車正面結構耐撞性能的優(yōu)化設計46-62
• 5.1 引言46
• 5.2 縱梁結構的優(yōu)化設計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 吸能盒結構的優(yōu)化設計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 駕駛室結構的優(yōu)化設計53-56
• 5.4.1 前圍板的改進設計53-55
• 5.4.2 A柱以及側圍的改進設計55-56
• 5.5 改進設計后的整車有限元仿真驗證56-60
• 5.6 本章小結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)碰撞分析評價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69-70
• 7 總結及展望70-72
• 7.1 全文總結70-71
• 7.2 展望71-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文75-76
• 致謝76-77

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