車身關(guān)鍵部件耐撞性研究.pdf

1、工業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升,使汽車成為人們生活中不可或缺的代步工具,然而汽車保有量的持續(xù)擴(kuò)張導(dǎo)致了碰撞事故的頻發(fā)。如何在國(guó)家法規(guī)限制的幾何尺寸之內(nèi)設(shè)計(jì)出強(qiáng)度高、碰撞性能好、乘坐空間大以及舒適性的車體結(jié)構(gòu),一直是汽車研發(fā)領(lǐng)域的重要課題。汽車碰撞是一個(gè)瞬態(tài)過(guò)程,涉及到非線性大變形問(wèn)題,利用數(shù)值仿真試驗(yàn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)理論相結(jié)合的方法為車體耐撞性研究提供了全新的途徑,極大的縮短了研究的時(shí)間成本與經(jīng)濟(jì)成本。
　　汽車在碰撞過(guò)程大部分的沖擊載荷及能

2、量都被車體結(jié)構(gòu)的薄壁沖壓件吸收與耗散,本文綜述了國(guó)內(nèi)外車體抗撞性的研究現(xiàn)狀,利用有限元軟件建立薄壁構(gòu)件碰撞子模型和整車模型,對(duì)抗撞性進(jìn)行了以下研究:
　　第一,由于車身大部分由薄壁鈑金構(gòu)成,在汽車發(fā)生劇烈碰撞時(shí),這些部件會(huì)發(fā)生塑性變形,該不可逆的變形導(dǎo)致構(gòu)件吸收了大量的能量。本文討論了碰撞過(guò)程中典型薄壁直梁件的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)耐撞性的影響,結(jié)果表明,薄壁直梁件的截面形狀、壁厚、焊點(diǎn)分布與預(yù)變形誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)車體耐撞性都有不同程度的影響。其次

3、利用正交設(shè)計(jì)法對(duì)膨脹式吸能結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論,得出膨脹式結(jié)構(gòu)各個(gè)參數(shù)對(duì)耐撞性的響應(yīng)特性。
　　第二,目前汽車的碰撞仿真大多都忽略了鈑金成型的殘余效應(yīng),這在一定程度上影響了仿真精度。本文結(jié)合映射技術(shù),將沖壓效應(yīng)產(chǎn)生的殘余應(yīng)變、殘余應(yīng)力、以及厚度改變等信息導(dǎo)入到碰撞模型中,并進(jìn)行碰撞仿真計(jì)算,對(duì)比分析歷史成型變量對(duì)構(gòu)件耐撞性的影響,分析表明不同成型變量對(duì)構(gòu)件耐撞性有不同的影響。
　　第三,建立整車碰撞模型,并將其與實(shí)車碰撞結(jié)果進(jìn)行比對(duì)

4、,檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮侠硇?。在此基礎(chǔ)上選取對(duì)汽車正碰影響最大的防撞梁、前縱梁等薄壁構(gòu)件的厚度為設(shè)計(jì)因子。采用均勻設(shè)計(jì)法安排仿真試驗(yàn)以及逐步回歸法將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合,得到了較高精度的擬合函數(shù)。將該擬合函數(shù)在MATLAB中運(yùn)用遺傳算法對(duì)回歸模型進(jìn)行多目標(biāo)迭代尋優(yōu),尋優(yōu)結(jié)果帶入整車模型中進(jìn)行仿真驗(yàn)證,計(jì)算表明優(yōu)化結(jié)果顯著提高了車體前碰耐撞響應(yīng)性能。
　　文章進(jìn)行的三方面研究:探討車體薄壁結(jié)構(gòu)各個(gè)參數(shù)對(duì)耐撞性的影響;成型變量對(duì)構(gòu)件碰撞性能的影