碳纖維車身結(jié)構(gòu)精細化仿真設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、汽車車身輕量化和耐撞性是衡量汽車品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，如何兼顧好兩者的關(guān)系，是汽車工程領(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題的有效途徑。車身前端的關(guān)鍵部件，對汽車碰撞安全性能起著至關(guān)重要的作用。本文基于某車型純電動車碳纖維車身做了如下研究：
　　首先，論文對某車型車身所用CFRP材料，按照ASTM測試標(biāo)準制備試件，開展準靜態(tài)拉伸、壓縮和剪切測試，并針對所得到的材料性能曲線進行數(shù)據(jù)處理，獲得材

2、料參數(shù)。再運用LS-DYNA進行CFRP靜態(tài)拉伸數(shù)值仿真，校核破壞失效模式，對標(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)做準備。
　　其次，論文基于C-NCAP法規(guī)進行車身結(jié)構(gòu)的正面全款碰撞仿真。在前處理軟件Hypermesh中建立整車有限元模型，利用LS-DYNA進行碰撞仿真，分析車身結(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。且在碰撞過程中外載移除后

3、，復(fù)合材料的的前機艙蓋變形恢復(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)汽車耐撞性能關(guān)鍵部件的詳細變形和吸能情況分析，對防撞梁、吸能盒和縱梁進行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計。本文選用拉丁超立方試驗設(shè)計法設(shè)計三個部件的厚度值，通過LS-DYNA計算后建立kriging整車碰撞代理模型，利用遺傳算法求出最優(yōu)解集，選取最大限度保證整車的碰撞安全性能同時吸能量最佳減輕車身重量的解。
　　研究結(jié)