車身保險杠碰撞仿真分析及輕量化研究.pdf

1、本研究以國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃課題“可重構(gòu)白車身制造生產(chǎn)線規(guī)劃智能化平臺關(guān)鍵技術(shù)”中的輕量化車身研究項目為背景，對國內(nèi)某車型前保險杠進行了安全性和輕量化研究。 汽車在低速行駛發(fā)生碰撞時，保險杠通過自身的變形吸收碰撞能量，撞后能自動恢復(fù)，以保證車身其它零部件及乘員的安全；在高速碰撞中，保險杠迅速的將碰撞力合理的分散給整個車身，以保證乘員的安全。因此，研究保險杠的碰撞吸能特性，探討保險杠系統(tǒng)的改進設(shè)計，對于汽車安全設(shè)計具有重要意義。

2、同時，為了實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保，降低世界能源消耗和緩解環(huán)境壓力，面向輕量化的保險杠優(yōu)化設(shè)計已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一項關(guān)鍵性研究課題。 本研究在闡述了國內(nèi)外汽車碰撞被動安全性的研究方法、研究概況、評價標準以及保險杠碰撞研究概況和相關(guān)法規(guī)標準的基礎(chǔ)上，根據(jù)FMVSS581保險杠碰撞法規(guī)，建立了擺錘對保險杠低速碰撞的有限元模型，對國內(nèi)某車型前保險杠進行了4km/h正面碰撞和2.5km/h角度碰撞仿真分析，獲得了兩種不同碰撞過程中的保險杠變形、

3、最大加速度、結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力和等效塑性應(yīng)變、吸能等參數(shù)，并對保險杠碰撞性能進行了評價。 在此基礎(chǔ)上，本研究從材料和結(jié)構(gòu)兩方面對保險杠進行了輕量化研究。采用兩種輕量化材料7075鋁合金和高強度SMC（玻璃鋼）替代原保險杠材料，通過對不同材料保險杠的低速碰撞性能分析，表明高強度SMC材料的保險杠輕量化效果較好。接下來以輕量化為目的，進一步對高強度SMC材料保險杠在結(jié)構(gòu)上進行了優(yōu)化。計算表明，優(yōu)化后的新型保險杠在滿足FMVSS581碰撞法