轎車偏置碰撞安全性及前縱梁耐撞性優(yōu)化研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增長(zhǎng)，道路交通事故已經(jīng)成為一個(gè)世界性的社會(huì)問(wèn)題。道路交通事故不但會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)給人的生命健康安全帶來(lái)嚴(yán)重的災(zāi)難。統(tǒng)計(jì)表明，在致人傷害的道路交通事故中，包含斜角碰撞在內(nèi)，發(fā)生正面碰撞的概率高達(dá)40％，遠(yuǎn)高于其他類型的碰撞形式。而在正面碰撞中，重疊率為30％～40％時(shí)乘員的重傷率最高，同時(shí)死亡率也僅次于全寬碰撞高居第二。因此，如何提高汽車正面偏置碰撞安全性成為一個(gè)重要課題。
　　 文章首先在進(jìn)行大量文獻(xiàn)

2、研究的基礎(chǔ)上闡述了國(guó)內(nèi)研究汽車碰撞安全的歷史和現(xiàn)狀，介紹并比較了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的碰撞安全法規(guī)。概述了用于汽車碰撞安全仿真分析的有限元方法，對(duì)典型的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，近似代理模型以及優(yōu)化方法也分別進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。
　　 按照Euro-NCAP法規(guī)的要求建立并驗(yàn)證了國(guó)內(nèi)某車型整車正面偏置碰撞有限元模型。結(jié)合NCAP對(duì)乘員艙侵入量的評(píng)分要求，對(duì)該車的偏置碰撞安全性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。根據(jù)分析從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、板材厚度和材料等方面提出改進(jìn)方案，并用仿真

3、計(jì)算驗(yàn)證改進(jìn)效果。最終整車加速度峰值降低了6.6％，轉(zhuǎn)向管柱和腳踏板的侵入量以及A柱后移量都有了顯著的減小，NCAP罰分由原來(lái)的2.86分減少至1分，乘員的損傷風(fēng)險(xiǎn)大大降低。
　　 提出一套車身結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化的方法，并將其應(yīng)用于該車前縱梁的耐撞性優(yōu)化中。建立該車的縱梁.臺(tái)車有限元模型，并用臺(tái)車試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)合均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)、有限元方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法，以縱梁吸能、重量和最大沖擊載荷為目標(biāo)，對(duì)該縱梁進(jìn)行了耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)

4、，得到了縱梁拼焊前后端及內(nèi)外板4個(gè)部分板材厚度的最優(yōu)組合，分別為：t1=1.6mm，t2=2.2mm，t3=2.0mm，t4=2.6mm，使得在最大沖擊載荷和縱梁重量增加不多的情況下吸能增加12％。在之前改進(jìn)后模型的基礎(chǔ)上，將優(yōu)化后的縱梁替換原來(lái)的縱梁，再用整車偏置碰撞仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)縱梁優(yōu)化效果進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)加速度峰值下降了10.8％，前艙主要吸能部件的吸能也有所增加，使得整車偏置碰撞安全性得到進(jìn)一步的提高。
　　 研究結(jié)果表明：通