基于磁流變技術的汽車碰撞仿真與控制研究.pdf

1、在科學與技術日新月異的今天，汽車已經(jīng)成為人們最主要的代步工具。但是汽車在帶給我們快捷、舒適同時，也因為交通事故的頻繁發(fā)生帶走了無數(shù)人寶貴的生命。保險杠作為汽車碰撞時人車安全的第一道保險屏障，對于提高汽車被動安全性，降低交通事故傷亡率具有十分重要的作用。然而目前市場上的保險杠或緩沖效果不理想，或結(jié)構(gòu)過于復雜且只能針對特定的碰撞環(huán)境有效，并不能達到人們的需求，需要新的緩沖結(jié)構(gòu)。磁流變緩沖器作為一種智能阻尼器件具有響應速度快、功耗低、阻尼力大

2、且可調(diào)的優(yōu)點，能夠彌補目前汽車保險杠的不足，成為未來汽車保險杠的發(fā)展趨勢之一。因此，本文以汽車碰撞為應用背景，磁流變碰撞緩沖器為研究對象，研究其在高速碰撞下的動力學響應及控制效果。針對目前磁流變器件高速條件下設計理論的不足，基于賓漢塑性非線性流體修正模型，對磁流變碰撞緩沖器進行了優(yōu)化設計，建立了控制模型；基于多體動力學理論，建立了汽車碰撞緩沖動力學模型；仿真分析了磁流變緩沖器對汽車碰撞安全性的影響。本文的主要工作包括以下幾個方面：

3、>　?。?）介紹了汽車安全技術和保險杠的應用等相關背景，并針對目前保險杠存在的問題，闡述了磁流變緩沖器應用于汽車碰撞的重要意義，綜述了磁流變緩沖器設計和應用方面的進展。
　?。?）針對高速情況下，用于磁流變緩沖器設計的賓漢模型不再精確的問題，推導了賓漢塑性非線性流體修正模型，并對基于此模型設計出的磁流變緩沖器使用流體力學仿真軟件CFD進行了流體仿真，仿真結(jié)果證實了修正模型的精確性。
　　（3）使用ANSYS/LS-DYNA軟

4、件對磁流變緩沖器應用于汽車保險杠的性能進行了碰撞仿真，證實了磁流變緩沖器對于提高汽車被動安全性的可行性和有效性,為下一步的加工和試驗驗證提供了依據(jù)和保障。
　?。?）設計并搭建了跌落試驗平臺，測試了四種不同高度沖擊下磁流變緩沖器的緩沖特性。通過比較試驗值和理論設計值，充分地證明了賓漢塑性非線性流體修正模型的準確性，并基于該模型，建立了適用于高速下磁流變緩沖器的控制模型。
　?。?）以車身加速度和變形量為控制目標，研究對比了開