蜂窩材料面內沖擊吸能性能優(yōu)化及在電動汽車耐撞性設計中的應用.pdf

1、專業(yè)學位碩士學位論文蜂窩材料面內沖擊吸能性能優(yōu)化及在電動汽車耐撞性設計中的應用OptimizationoftheEnergyAbsorptionCharacteristicsofHoneycombMaterialunderIn—planeImpactandItsApplicationintheCrashworthinessDesignofanElectricVehicle學號：31122005指導教師：丘昌(副塾握2完成日期：坌Q!墨生

2、壘旦曼Q旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文摘要蜂窩材料具有輕質，塑性變形穩(wěn)定以及能量吸收性能好等優(yōu)點，因而廣泛應用于汽車、航空航天以及工程建筑等領域。目前針對蜂窩材料沖擊性能的研究多集中于其面外吸能性能，即沖擊速度方向平行于蜂窩材料軸線方向。最新研究表明，蜂窩材料在面內沖擊載荷(沖擊速度方向與材料軸向正交)作用下的吸能特性更能體現(xiàn)出自身優(yōu)點，也更具有工程應用價值，因此，

3、本文開展了蜂窩材料的面內沖擊吸能特性研究，并將該吸能材料應用與一款小型純電動汽車的結構耐撞性設計中，提高了汽車的碰撞安全性。首先，基于顯式動力學有限元方法分析了面內沖擊載荷作用下，在固定區(qū)域內填充的六邊形蜂窩材料胞體的五個幾何參數(shù)(斜邊壁厚≠卜豎直邊壁厚th、斜邊長度Z、豎直邊長度h及斜邊與豎直邊間的夾角穢)對其總吸能、總質量以及比吸能的影響，得到如下結論：蜂窩材料的總質量、總吸能及比吸能與其胞元的斜邊和豎直邊壁厚呈正相關；與斜邊和豎直

4、邊長度呈負相關；隨著胞元斜邊與豎直邊之間的夾角的增大，蜂窩材料總質量和總吸能呈現(xiàn)先減后增的變化，而比吸能則呈現(xiàn)先增后減的變化。在上述研究基礎上，以固定區(qū)域內填充的蜂窩材料胞體的五個幾何參數(shù)為設計變量，以總質量最小、總吸能最大為目標，并基于響應面方法，對面內不同沖擊速度下的蜂窩材料參數(shù)，進行多目標優(yōu)化設計，得到了多目標優(yōu)化問題的Pareto前沿曲線。通過對優(yōu)化結果進行分析得出如下結論：蜂窩材料的總質量與總吸能呈正相關；同時面內沖擊速度對蜂