新型TCP車輛地板結(jié)構(gòu)碰撞吸能特性的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著車輛保有量的不斷增加，交通事故也陡然上升。在交通事故中碰撞類事故是導(dǎo)致人員傷亡的主要原因，因此對車輛碰撞的被動安全性能進(jìn)行研究已成為一項非常重要的課題，而衡量車輛被動安全性能的一項重要指標(biāo)是其車身結(jié)構(gòu)及相關(guān)零部件的碰撞吸能特性。
　　文中利用非線性有限元分析的方法對常用的平板及蜂窩狀結(jié)構(gòu)汽車地板進(jìn)行碰撞分析后得出其吸能特性較差，主要存在以下問題：平板結(jié)構(gòu)由于上下兩塊平板之間只通過一塊中心固定板相連接，所以其在碰撞過程中兩塊平板

2、很容易向上或向下凸出，不利于對碰撞能量的吸收；蜂窩狀結(jié)構(gòu)由于蜂窩狀夾芯層的存在致使其在碰撞過程中很容易發(fā)生材料堆積，從而使得整個地板結(jié)構(gòu)過早的發(fā)生了較大的橫向彎曲，影響了對碰撞能量的吸收。
　　為了有效地提高車輛地板結(jié)構(gòu)的碰撞吸能特性，針對常用地板結(jié)構(gòu)吸能特性存在的不足，本文基于折紙理論提出了一種新型桁架式（Truss Core Panel）地板結(jié)構(gòu)，并針對影響其碰撞特性的主要結(jié)構(gòu)尺寸因素（芯核的大小、板間距、固定板邊緣加強(qiáng)筋的高

3、度、各個板材的厚度）分別進(jìn)行了分析討論。
　　為了找出具有最佳吸能特性的地板結(jié)構(gòu)，本文以在碰撞過程中的最大吸能量為目標(biāo)函數(shù)，以地板的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計變量，分別對常用的地板結(jié)構(gòu)和新型桁架式地板結(jié)構(gòu)建立優(yōu)化模型，利用響應(yīng)曲面法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)碰撞仿真結(jié)果表明：基于折紙理論提出的桁架式地板結(jié)構(gòu)在碰撞過程中變形平穩(wěn)，能持續(xù)保持對碰撞能量的吸收，且其相應(yīng)的碰撞性能指標(biāo)值均優(yōu)于常用的地板結(jié)構(gòu)，因此與常用地板結(jié)構(gòu)相比具有更好的碰撞吸