碳纖維車(chē)身結(jié)構(gòu)精細(xì)化仿真設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、汽車(chē)車(chē)身輕量化和耐撞性是衡量汽車(chē)品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，如何兼顧好兩者的關(guān)系，是汽車(chē)工程領(lǐng)域的重要課題。復(fù)合材料由于其優(yōu)異的性能，應(yīng)用日益廣泛，是解決輕量化和耐撞性問(wèn)題的有效途徑。車(chē)身前端的關(guān)鍵部件，對(duì)汽車(chē)碰撞安全性能起著至關(guān)重要的作用。本文基于某車(chē)型純電動(dòng)車(chē)碳纖維車(chē)身做了如下研究：
　　首先，論文對(duì)某車(chē)型車(chē)身所用CFRP材料，按照ASTM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)制備試件，開(kāi)展準(zhǔn)靜態(tài)拉伸、壓縮和剪切測(cè)試，并針對(duì)所得到的材料性能曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得材

2、料參數(shù)。再運(yùn)用LS-DYNA進(jìn)行CFRP靜態(tài)拉伸數(shù)值仿真，校核破壞失效模式，對(duì)標(biāo)載荷位移曲線，確定CFRP具體參數(shù)，為后續(xù)碰撞仿真的材料參數(shù)做準(zhǔn)備。
　　其次，論文基于C-NCAP法規(guī)進(jìn)行車(chē)身結(jié)構(gòu)的正面全款碰撞仿真。在前處理軟件Hypermesh中建立整車(chē)有限元模型，利用LS-DYNA進(jìn)行碰撞仿真，分析車(chē)身結(jié)構(gòu)的碰撞安全性能。結(jié)果基本滿足安全性能指標(biāo)，如駕駛艙入侵量、座椅加速度、前端吸能量和電池箱損傷情況。且在碰撞過(guò)程中外載移除后

3、，復(fù)合材料的的前機(jī)艙蓋變形恢復(fù)，表現(xiàn)出優(yōu)異的韌性。而前端的吸能量為28.6%，主要吸能部件的性能有待提高。
　　最后，論文根據(jù)汽車(chē)耐撞性能關(guān)鍵部件的詳細(xì)變形和吸能情況分析，對(duì)防撞梁、吸能盒和縱梁進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文選用拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)三個(gè)部件的厚度值，通過(guò)LS-DYNA計(jì)算后建立kriging整車(chē)碰撞代理模型，利用遺傳算法求出最優(yōu)解集，選取最大限度保證整車(chē)的碰撞安全性能同時(shí)吸能量最佳減輕車(chē)身重量的解。
　　研究結(jié)