汽車TRB結(jié)構(gòu)件碰撞安全性及其輕量化設(shè)計.pdf

1、隨著我國汽車產(chǎn)量和保有量的日益增加，能源、環(huán)保和安全已經(jīng)成為汽車工業(yè)亟待解決的三大問題，而實現(xiàn)汽車輕量化和改善汽車安全性能是有效的解決方法。針對如何協(xié)調(diào)好汽車輕量化與其碰撞安全性這對矛盾體，本文綜合應(yīng)用有限元法、碰撞仿真和現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方法，將連續(xù)變截面板技術(shù)應(yīng)用于車身上的兩個主要防撞部件——前縱梁和車門防撞梁，提出了一種合理有用的解決方法。
　　首先利用前處理軟件Hypermesh按照建模流程逐步建立了整車有限元模型，并分別依據(jù)C

2、-NCAP和Euro-NCAP測試標(biāo)準(zhǔn)中對正面碰撞和側(cè)面剛性柱碰撞的要求，建立了整車正面碰撞有限元模型和側(cè)面剛性柱碰撞有限元模型。同時，為了避免整車碰撞仿真耗時長而大大增加工作量，論文將包含前保險杠、吸能盒、前縱梁等在內(nèi)的前縱梁整體結(jié)構(gòu)從整車模型中提取出來作為前縱梁優(yōu)化設(shè)計的簡化模型。同樣把車門系統(tǒng)提取出來作為車門防撞梁優(yōu)化設(shè)計的簡化模型，而整車模型作為最終優(yōu)化結(jié)果的驗證模型。
　　本文利用LS-DYNA、MATLAB等軟件，結(jié)合

3、正交試驗設(shè)計、響應(yīng)面近似模型等方法，分別對前縱梁和車門防撞梁進(jìn)行輕量化優(yōu)化設(shè)計。首先根據(jù)自重工況下前縱梁的應(yīng)力云圖分布和加強板的位置分布將前縱梁分成四段，取各段厚度為設(shè)計變量并進(jìn)行正交試驗設(shè)計，根據(jù)采樣點的仿真結(jié)果構(gòu)建前縱梁質(zhì)量、總吸能和最大碰撞力的響應(yīng)面近似模型。然后以質(zhì)量最小為目標(biāo)，總吸能和最大碰撞力為約束建立優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并利用MATLAB的優(yōu)化功能求得最優(yōu)解。最后進(jìn)行整車碰撞仿真驗證輕量化設(shè)計方案，優(yōu)化后的前縱梁質(zhì)量減輕了1.