汽車(chē)側(cè)門(mén)防撞梁輕量化設(shè)計(jì)及其耐撞性研究.pdf

1、對(duì)于汽車(chē)車(chē)身輕量化和耐撞性的研究，有助于推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。隨著復(fù)合材料的快速發(fā)展，性能的逐漸提高，作為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的一個(gè)有效途徑，復(fù)合材料在汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)上應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。
　　本文以汽車(chē)側(cè)門(mén)防護(hù)系統(tǒng)中起著主要作用的防撞梁為研究對(duì)象。從材料性能入手，將汽車(chē)車(chē)身輕量化研究中應(yīng)用較為廣泛的碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料應(yīng)用于側(cè)門(mén)防撞梁中，并結(jié)合FMVSS214側(cè)面碰撞法規(guī)，開(kāi)展了如下研究:
　　(1)結(jié)合FMVSS214

2、側(cè)面碰撞法規(guī)，建立高強(qiáng)度鋼和復(fù)合材料的汽車(chē)側(cè)門(mén)防撞梁側(cè)面碰撞的有限元模型，并從防撞梁承受的撞擊力、碰撞產(chǎn)生的位移、防撞梁的吸能等多個(gè)方面對(duì)這兩種材料的側(cè)門(mén)防撞梁進(jìn)行對(duì)比和分析，檢驗(yàn)兩種材料耐撞性能。
　　(2)根據(jù)兩種材料的側(cè)門(mén)防撞梁在仿真過(guò)程中各種性能的變化情況，并結(jié)合復(fù)合材料的特性，提出了一種側(cè)門(mén)防撞梁的變厚度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，即根據(jù)防撞梁不同位置對(duì)強(qiáng)度需求的高低進(jìn)行不同厚度的設(shè)計(jì)。
　　(3)將側(cè)門(mén)防撞梁的截面厚度和加厚部

3、分的長(zhǎng)度作為變量，利用Kriging代理模型的優(yōu)化方法，建立防撞梁比吸能及側(cè)面碰撞過(guò)程中的防撞梁所承受撞擊力的代理模型，采用NSGA-Ⅱ算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。然后計(jì)算出最優(yōu)Pareto解集，并從中選取一組比吸能與等厚度防撞梁接近的最優(yōu)解和等厚度防撞梁的碰撞性能進(jìn)行對(duì)比分析，再以碰撞產(chǎn)生一定位移時(shí)防撞梁所承受的撞擊力和吸能情況等作為標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)其耐撞性能。
　　結(jié)果顯示，變厚度的設(shè)計(jì)能夠提高防撞梁在發(fā)生變形時(shí)所承受撞擊力的大小，保證防撞