本文關(guān)鍵詞：某SUV正面40%偏置碰撞車身結(jié)構(gòu)安全性的仿真優(yōu)化

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【摘要】：目前SUV這種車型在中國市場(chǎng)十分熱銷,汽車在帶給我們方便的同時(shí)又會(huì)引發(fā)碰撞安全問題。本文通過收集參考各國相關(guān)機(jī)構(gòu)出臺(tái)的各項(xiàng)法規(guī),以中國汽車技術(shù)研究中心出臺(tái)的中國新車評(píng)價(jià)規(guī)范為依據(jù),對(duì)市場(chǎng)上某熱門SUV進(jìn)行研究。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,使用有限元仿真軟件研究汽車碰撞問題成為現(xiàn)在各汽車廠家及科研機(jī)構(gòu)主要的研究手段,LS-DYNA是目前比較流行的有限元分析軟件,其工作原理依據(jù)的是動(dòng)態(tài)顯示有限元基本理論。本文以某SUV為研究對(duì)象,以提高其正面40%偏置碰撞的安全性能為主要目的,根據(jù)2012年版C-NCAP里的試驗(yàn)要求,對(duì)其進(jìn)行建模和仿真優(yōu)化,主要進(jìn)行以下研究:(1)通過逆向工程及CATIA軟件建立了某SUV的CAD模型,并經(jīng)過HyperMesh軟件對(duì)其進(jìn)行前處理生成K文件,最后提交LS-DYNA軟件進(jìn)行計(jì)算,模擬了汽車正面40%偏置可變形壁障碰撞試驗(yàn)。(2)將LS-DYNA輸出的仿真運(yùn)算結(jié)果與實(shí)車碰撞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,檢驗(yàn)所建模型的可信性,找到一種有效的建模方法,最終建立一個(gè)可靠的CAE模型。(3)對(duì)仿真運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行分析,針對(duì)其在偏置碰撞試驗(yàn)中表現(xiàn)出的不足,依據(jù)吸能原理對(duì)該模型的車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化(包括對(duì)防撞梁從厚度上優(yōu)化,對(duì)吸能盒與前縱梁從結(jié)構(gòu)和厚度上優(yōu)化,對(duì)A柱從材料、厚度以及結(jié)構(gòu)上優(yōu)化)。并將優(yōu)化后的模型重新提交LS-DYNA運(yùn)算。(4)通過對(duì)優(yōu)化前后的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,證明了本文中對(duì)車身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是有效的,成功的提高了該SUV的碰撞安全性能。
【關(guān)鍵詞】：碰撞 仿真 安全 有限元 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U467.14;U463.82
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-16
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)汽車正面偏置碰撞研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 汽車正面偏置碰撞安全性法規(guī)12-14
• 1.3.1 國外的正面偏置碰撞安全法規(guī)12-13
• 1.3.2 國內(nèi)的正面偏置碰撞安全法規(guī)13-14
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容、研究目的及研究方法14-16
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4.2 論文的研究目的15
• 1.4.3 論文的xO究方法15-16
• 2 汽車碰撞基礎(chǔ)理論及偏置碰撞評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)16-27
• 2.1 軟件的選用及其算法理論16-21
• 2.1.1 模型的前后處理軟件Hyper Works16-17
• 2.1.2 模型的碰撞仿真軟件—LS-DYNA17-18
• 2.1.3 動(dòng)態(tài)顯示有限元的理論基礎(chǔ)18-21
• 2.2 LS-DYNA對(duì)碰撞中出現(xiàn)問題的解決21-23
• 2.2.1 碰撞的時(shí)間步長(zhǎng)控制21-22
• 2.2.2 沙漏控制22-23
• 2.2.3 接觸算法23
• 2.3 汽車偏置碰撞法規(guī)23-25
• 2.3.1 正面40%重疊可變形壁障試驗(yàn)方法24
• 2.3.2 正面40%重疊可變形壁障評(píng)分方法24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 3 車身CAD模型的建立27-32
• 3.1 逆向工程以及逆向軟件27
• 3.2 CATIA逆向建模27-31
• 3.2.1 導(dǎo)入點(diǎn)云27-28
• 3.2.2 三角網(wǎng)格化點(diǎn)云28
• 3.2.3 曲面重構(gòu)28-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 4 偏置碰撞模型的建立32-43
• 4.1 概述32-33
• 4.2 車身有限元模型的建立33-37
• 4.2.1 幾何模型的簡(jiǎn)化33
• 4.2.2 網(wǎng)格的劃分33-37
• 4.3 材料和屬性的設(shè)置37-40
• 4.3.1 鈑金樣件的切割37
• 4.3.2 靜態(tài)拉伸和化學(xué)成分分析37-38
• 4.3.3 定義材料和屬性38-40
• 4.4 加載和約束設(shè)置40-41
• 4.5 計(jì)算設(shè)置和輸出41-42
• 4.6 本章小結(jié)42-43
• 5 整車碰撞模型的驗(yàn)證與分析43-68
• 5.1 仿真模型的計(jì)算可信性分析43-46
• 5.1.1 整車模型可靠性驗(yàn)證43-44
• 5.1.2 重要曲線驗(yàn)證44-46
• 5.1.3 碰撞后變形車身的對(duì)比46
• 5.2 車輛仿真碰撞結(jié)果分析46-66
• 5.2.1 整車變形分析46-50
• 5.2.2 仿真曲線與車身變形圖分析50-65
• 5.2.3 偏置碰撞安全性總結(jié)65-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 6 車身結(jié)構(gòu)安全性的優(yōu)化68-83
• 6.1 抗撞性改進(jìn)設(shè)計(jì)68-69
• 6.2 抗撞性結(jié)構(gòu)改進(jìn)69-79
• 6.2.1 碰撞吸能的原理69-72
• 6.2.2 對(duì)防撞梁與吸能盒的改進(jìn)72-74
• 6.2.3 對(duì)縱梁的改進(jìn)74-76
• 6.2.4 對(duì)A柱的改進(jìn)76-79
• 6.3 優(yōu)化后結(jié)果分析79-82
• 6.4 本章小結(jié)82-83
• 7 總結(jié)展望83-84
• 8 參考文獻(xiàn)84-88
• 9 致謝88

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本文編號(hào)：904325