面向行人保護的保險杠薄壁填充結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、行人在整個交通體系中處于最弱勢地位,是交通事故中最容易受到傷害的人群,數(shù)據(jù)顯示行人在交通事故中的傷亡人數(shù)居高不下。目前對行人的保護問題越來越多地得到了各國政府和汽車制造企業(yè)的重視。在人車碰撞中,前保險杠是與行人發(fā)生最初接觸的部位,同時也是汽車發(fā)生正面碰撞時首要接觸和進行吸能的部位,所以對前保險杠內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)在保護行人及應對正面碰撞方面進行研究是非常迫切和必要的。
　　 本文指出面向行人保護的保險杠填充結(jié)構(gòu)要求,剛度上應適中,提出

2、設計的準則為在保護行人的前提下,碰撞過程中的變形吸能值達到最大。首先針對傳統(tǒng)的薄壁管壓縮結(jié)構(gòu)進行研究,以截面尺寸為設計變量,根據(jù)全面實驗設計選取樣本點,分別對各樣本模型利用AnsyS/LS-DYNA軟件進行有限元分析,記錄各樣本設計變量對應的變形吸能值和加速度值,利用響應面法分別建立變形吸能值、加速度值對截面尺寸的近似函數(shù)。提出薄壁管碰撞對于行人保護的抗撞性優(yōu)化定義,對薄壁管壓縮結(jié)構(gòu)的截面尺寸進行優(yōu)化。由于加速度范圍的原因,無法得到優(yōu)化

3、結(jié)果,意味著傳統(tǒng)的薄壁管壓縮結(jié)構(gòu)不利于對行人下肢的保護作用。
　　 繼而從新的思路,以擴徑作為薄壁管的變形方式進行抗撞性研究。由于存在多個影響因素,首先采用正交實驗方法對影響變形吸能及加速度的各因素進行比較分析,得到薄壁管壁厚和錐塊最大外徑為影響最大的兩個因素。根據(jù)對于行人保護的抗撞性優(yōu)化定義,對這兩個參數(shù)進行優(yōu)化,得到了能夠滿足行人保護要求的薄壁管擴徑結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　 在達到保護行人的目的后,保險杠內(nèi)部尚有剩余空間,結(jié)

4、合薄壁管擴徑和壓縮兩種結(jié)構(gòu)的特點,提出變剛度結(jié)構(gòu)。此時的最優(yōu)擴徑結(jié)構(gòu)長度上變短,對變剛度結(jié)構(gòu)前部擴徑薄壁管截短的影響進行分析。針對汽車正面碰撞的要求,提出優(yōu)化定義,對后端壓縮管進行優(yōu)化設計。得出能夠應對汽車正面碰撞的最優(yōu)后部壓縮管結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。最優(yōu)前部擴徑結(jié)構(gòu)與后部壓縮結(jié)構(gòu)結(jié)合得到的變剛度結(jié)構(gòu)即為能在人-車碰撞中保護行人及汽車正面碰撞中保護駕乘人員的最優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
　　 根據(jù)汽車保險杠結(jié)構(gòu)及變剛度結(jié)構(gòu)的形式,提出保險杠內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)