接觸模型和誘導(dǎo)槽對(duì)泡沫鋁填充管吸能性影響分析和優(yōu)化.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、在汽車(chē)低速碰撞中,泡沫鋁填充薄壁金屬管被認(rèn)為是具有良好的吸能性能的結(jié)構(gòu),專(zhuān)家學(xué)者對(duì)泡沫鋁、薄壁金屬管及二者的復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多方面的研究,并取得了一定的進(jìn)展。基于專(zhuān)家學(xué)者對(duì)泡沫鋁填充薄壁金屬管吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所做的研究成果,本論文提出一種具有理想接觸強(qiáng)度和潰縮誘導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)的泡沫鋁填充薄壁金屬管,并對(duì)其吸能性進(jìn)行了分析和優(yōu)化。
  泡沫鋁內(nèi)核與薄壁金屬管之間接觸強(qiáng)度參數(shù)的定義直接影響到兩者之間的相互作用,本文從尋找泡沫鋁內(nèi)核與薄壁金屬管之間

2、最優(yōu)的接觸參數(shù)出發(fā),得出最優(yōu)接觸模型。在此基礎(chǔ)上,研究誘導(dǎo)槽對(duì)泡沫鋁填充薄壁金屬管吸能性能的影響。通過(guò)綜合分析接觸強(qiáng)度和誘導(dǎo)槽對(duì)泡沫鋁填充薄壁金屬管吸能性的影響,得到具有最優(yōu)吸能性的泡沫鋁填充薄壁金屬管結(jié)構(gòu)。具體研究從以下三個(gè)方面展開(kāi):
  首先,在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,本文利用HYPERMESH軟件將密度梯度泡沫鋁填充薄壁金屬管的CATIA模型進(jìn)行材料和屬性等選項(xiàng)卡定義,建立有限元模型并檢查網(wǎng)格質(zhì)量和大小,根據(jù)試驗(yàn)的加載方式,為有限元模

3、型施加約束和載荷。利用LS-DYNA求解器對(duì)有限元模型的K文件進(jìn)行計(jì)算。將結(jié)果文件的變形潰縮模式、碰撞力曲線與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,在誤差允許的范圍內(nèi),仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一定的吻合度,從而驗(yàn)證了有限元模型的可靠性,有限元模型可以代替試驗(yàn)中試樣進(jìn)行吸能性分析和優(yōu)化。
  其次,本文研究了泡沫鋁內(nèi)核與薄壁鋁合金管的接觸強(qiáng)度對(duì)吸能性能指標(biāo)的影響。其中有限元接觸模型采用固連斷開(kāi)的接觸算法來(lái)模擬泡沫鋁內(nèi)核與薄壁金屬管的不同的粘結(jié)強(qiáng)

4、度大小,并分析得出了接觸強(qiáng)度對(duì)其碰撞吸能性具有一定影響的結(jié)論。對(duì)有限元接觸模型參數(shù)進(jìn)行全因素水平試驗(yàn),利用MATLAB繪制樣本點(diǎn)的三次多項(xiàng)式響應(yīng)面,利用多目標(biāo)粒子群算法優(yōu)化獲得具有最優(yōu)吸能性能的接觸強(qiáng)度參數(shù)值。
  最后,在理想接觸強(qiáng)度優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上,本文提出在泡沫鋁填充金屬管的中上部位設(shè)計(jì)兩條誘導(dǎo)槽,建立不同誘導(dǎo)槽和接觸強(qiáng)度的泡沫鋁填充管有限元模型:(1)具有誘導(dǎo)槽和最優(yōu)接觸模型;(2)無(wú)誘導(dǎo)槽和最優(yōu)接觸模型;(3)無(wú)誘導(dǎo)槽和

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