文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
汽车车门防撞梁结构改进与优化
姓名:冯克建
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:王辉
2012-06-09
斐捅随着我国经济的快速发展,国内汽车的保有量日益增多,汽车碰撞交通事故随之增加,在众多的碰撞事故中,汽车侧碰因其更容易伤及乘员而更加让人关注;同时,国际社会对汽车的安全性要求越来越高,国产汽车更加需要突破汽车安全技术瓶颈以拓展国际市场。因此,对汽车碰撞安全性能以及车内乘员保护的研究意义重大。本文以汽车车门重点防撞击部件雷擦海殖品雷哺为研究对象。分析了改善防撞梁抗撞击性能的可能方式,结合美国联邦机动车安全碰撞标准关汽车静态碰撞强度实验要求,建立了四种优化方案进行对比寻优,采用现代自动优化设计方法完善防撞梁结构。具体研究内容如下:首先,研究有限元仿真建模关键技术,基于碰撞标准和汽车碰撞静态实验要求建立车门碰撞系统,利用现代主流碰撞仿真软件搭建高效可行的有限元仿真平台。通过对车门模型有效性验证,证明了搭建的有限元仿真平台是高效的,车门碰撞仿真系统是合理的。其次,基于车门仿真碰撞系统建立简化的防撞梁碰撞系统。以方形截面防撞梁为研究对象,提出防撞梁性能评价方法,探索了四种防撞梁优化设计方案,分别为壁厚增加方案、梁截面梯形方案、梁壁强化槽设计方案以及梁截面顶边与梁壁大圆角设计方案。重点从比吸能,⒖古鲎擦头雷擦呵崃炕慕嵌榷四种设计方案进行对比筛选。最终选出梁截面梯形方案和截面项边与梁壁大圆角设计方案为较理想的设计方案。最后,结合两种优选出的设计方案,选用梯形截面梁。以圆角半径为优化因素,利用均分法进行单因素实验设计,获取圆角半径个样本点,采用移动最小二乘法建立圆角半径与比吸能之间的近似数学模型。并且借助可行方向法对所建立的近似数学模型进行迭代寻优,获取最优的圆角半径,并对优化结果进行仿真计算验证。最后将优化结果与初始模型进行数据对比分析。关键词:防撞梁;有限元仿真;数学模型;迭代寻优汽车车门防撞梁结构改进与优化和相
哈尔滨工程大学硕士学位论文
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⒄——采取转向或者紧急制动等回避事故的操作;碰撞是车辆之间或者车辆与汽车安全、节能和环保问题是当今世界汽车工程领域三大热点口题”F渲衅蛋全性涉及到人的生命安全,财产安全,极其重要。从上个世纪八十年代末,伴随着改革开放,中国经济开始起飞,家用汽车保有量呈现逐年上升趋势,中国交通事故年死亡人数超过了五万余人。年,中国汽车保有量达到世界汽车保有量的百分之三,相比之下交通事故死亡人数却占到世界的百分之十六暖8莨ò膊拷煌ü芾砭纸杲煌人员伤亡及财产损失仍不容乐观。年,全国共计报到道路交通事故起,直接财产损失亿元,、受伤人。因此,在我国优化车辆安全系统,提高车辆乘员及行人保护能力,以及完善交通碰撞法规有着更加实际并且重大的意义。汽车碰撞事故的主要形式是车与车、人或者其它障碍物碰撞。碰撞前、碰撞和碰撞后组成了碰撞事故的三大过程。碰撞前的运动,,虽然近十年我国的交通事故呈下降趋势,但是每年的其它物体之间在发生交通事故开始时相互接触的过程。研究表明,在所有碰撞事故中,图我国近十年交通事故
.挡嗯隼嘈图俺嗽彼鹕嘶其持续时间大致为~秒左右。碰撞过程中,车与其它物体进行能量转化,车辆吸能部件的塑性变形消耗碰撞大部分动能,一部分能量被碰撞物体吸收或者碰撞体与地面摩擦消耗掉,其余的能量转移到碰撞后,促使车与物体继续单独多方向运动。碰撞后剩余的动能被路面及空气摩擦等方式消耗掉,最终车与物体停止运动,相对路面静止。汽车主要碰撞事故类型如图所示。由图可知,汽车碰撞事故中,主要事故类型有正面碰撞、侧面碰撞、追尾事故和翻车,其中侧面碰撞大约占到%,在所有碰撞事故类型中所占的比例最高。汽车碰撞是一个瞬态非线性的过程,同时由于车门的相对薄弱、车门与乘员空间狭小致使乘员受伤的概率增加”虼私挡嗝媾鲎沧魑1疚难芯亢头治龅闹氐隳谌荨在实际碰撞事故中,车与其它障碍物的侧面碰撞比较少见,大多数的侧碰发生于车与车的侧碰。如图所示,车与车侧面碰撞的主要形式有如下三种:涤氤荡怪运动方向的侧碰、涤氤邓俣确较虺梢唤嵌鹊哪嫦虿嗯觥涤氤邓俣确较虺一角度的同向侧碰。通过三角函数的运算可知,同种类型的车辆在相同的速度前提下,嘈偷呐鲎膊呐鲎擦ψ畲螅嘈偷呐鲎膊呐鲎擦ψ钚 R虼宋蘼凼国内外碰撞安全法规的制定,还是科研工作者的研究,大都是基于嗯鲎怖嘈停最典型的是美国汽车侧面碰撞法规静态强度实验。在后续的章节中