基于側(cè)面碰撞某SUV B柱輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，汽車保有量的大幅增加給能源供給、環(huán)境保護(hù)以及交通安全帶來了巨大的壓力。研究表明，降低整車重量可以很大程度上解決上述問題。汽車輕量化是滿足力學(xué)性能要求的前提下盡可能的降低汽車的重量。汽車輕量化往往造成汽車碰撞安全性的降低，合理的輕量化方法和足夠的碰撞安全性是現(xiàn)代汽車輕量化技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn)。
　　本文基于整車的側(cè)面碰撞進(jìn)行了B柱的輕量化設(shè)計(jì)。汽車側(cè)面是車身比較薄弱的區(qū)域。在側(cè)面碰撞過程中，生存空間較小、吸能部件少，給乘員安全

2、帶來很高的威脅。而B柱作為車身側(cè)面的重要結(jié)構(gòu)，在側(cè)面碰撞過程中，其不僅僅需要承載巨大的側(cè)面沖擊載荷，還需要支撐其他部件，如車門傳遞過來的力，門欄傳遞過來的力等等。此外，B柱的入侵量和入侵速度直接影響乘員的安全。因此，提高B柱的耐撞性對增加側(cè)面碰撞的安全性具有重要的意義。
　　基于GB20071側(cè)面碰撞法規(guī)，本文首先對某國產(chǎn)SUV建立了整車側(cè)面碰撞有限元模型。隨后研究了碰撞中的能量變化、側(cè)面的變形、中央通道加速度、B柱的入侵量、B柱

3、的入侵速度。根據(jù)C-NCAP的側(cè)面碰撞評價(jià)體系，將B柱入侵量和入侵速度作為后文優(yōu)化問題的約束，從而保證整車具有足夠的耐撞性。本文使用連續(xù)變截面板(Tailor Rolled Blank，TRB)代替?zhèn)鹘y(tǒng)均勻厚度板實(shí)現(xiàn)B柱外板輕量化。將B柱外板分為五個(gè)區(qū)域，為了確定每個(gè)區(qū)域的最優(yōu)厚度和位置，本文基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型法對B柱外板進(jìn)行了確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了提高優(yōu)化結(jié)果的穩(wěn)健性和可靠性，本文對確定性優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行6σ穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)