汽車前防撞梁耐撞性分析及其輕量化研究.pdf

1、隨著我國汽車銷量的快速增長，各類汽車碰撞事故不斷發(fā)生，給人們造成巨大的危害。汽車前防撞梁作為碰撞發(fā)生時首先接觸被撞物體的車身部件，其耐撞性對整車的被動安全性起到了關鍵作用，需要進行深入研究。與此同時，可以通過合理地采用輕質(zhì)材料及結構優(yōu)化，減輕包括防撞梁在內(nèi)的保險杠系統(tǒng)的重量，進一步提升整車的輕量化水平。
　　本課題在詳細介紹國內(nèi)外汽車碰撞安全領域及車用碳纖維材料領域研究現(xiàn)狀的基礎上，以一款轎車的前防撞梁為研究對象，利用VPG軟件完

2、成碰撞模型的建立，以LS-DYNA軟件為仿真平臺，對低速碰撞下防撞梁的耐撞性及變形過程進行了仿真和詳細分析。針對其不足之處，提出了一款由雙層防撞梁和吸能盒組成的保險杠結構。其中，防撞梁為碳纖維材質(zhì)，吸能盒為鋁合金材質(zhì)。通過對幾種形狀的吸能盒壓潰過程的仿真分析，證明了折紋薄壁管是吸能效果最好的形式，并確定了使新保險杠耐撞性最佳的吸能盒厚度。
　　結合常見的碳纖維材料鋪層形式，給出了幾種不同的防撞梁鋪層，通過分析仿真結果，得出了最佳鋪

3、層形式。采用響應面法，對改進后的防撞梁中幾個部分的厚度進行了多目標優(yōu)化。通過最小二乘法擬合出了目標函數(shù)，并求得了最優(yōu)值。與優(yōu)化前相比，優(yōu)化后的新防撞梁更輕質(zhì)，能兼顧吸能與加速度控制，并大幅降低了低速碰撞下的最大應力值。與原車型的防撞梁相比，新保險杠結構顯著提升了低速碰撞下的耐撞性，并降低了重量。
　　通過建立整車碰撞仿真模型，對比了高速碰撞下整車在優(yōu)化前后耐撞性的差異。仿真結果表明，新保險杠在高速碰撞下也顯著提升了整車的被動安全性