汽車前端薄壁結(jié)構(gòu)斜向耐撞性研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、安全性設(shè)計是現(xiàn)代汽車設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何提高汽車的耐撞性成為了研究的熱點問題。薄壁吸能結(jié)構(gòu)因其良好的能量吸收能力被廣泛應(yīng)用在汽車、船舶、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域。對汽車車身上的薄壁結(jié)構(gòu)進行耐撞性研究和優(yōu)化設(shè)計，可以有效地提高汽車的耐撞性能?，F(xiàn)實交通事故形式復(fù)雜，沖擊載荷工況多種多樣。薄壁管是汽車車身上最為典型的結(jié)構(gòu)形式，其性能好壞顯著影響著汽車的碰撞安全。前人對薄壁管的研究主要針對軸向壓縮工況，但現(xiàn)實中汽車斜角碰撞的工況更為普遍，所以

2、對薄壁管斜向沖擊載荷作用下的耐撞性能研究具有重要意義。
　　本文以薄壁管為研究對象，采用有限元數(shù)值仿真以及近似代理模型技術(shù)等設(shè)計方法作為研究手段，對影響薄壁管斜向沖擊下吸能性能的相關(guān)結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)進行分析和優(yōu)化設(shè)計。首先，通過參數(shù)分析研究薄壁管結(jié)構(gòu)參數(shù)對斜向碰撞的性能表現(xiàn)的影響，為后續(xù)薄壁管斜向耐撞性設(shè)計提供參考。研究發(fā)現(xiàn)錐形薄壁管相較于一般薄壁直管具有更好的抗彎折能力，因此使用該種構(gòu)型的薄壁管作為耐撞性設(shè)計初始結(jié)構(gòu)。對泡沫鋁填充

3、的薄壁管進行耐撞性分析，比較密度以及填充方式對耐撞性的影響，提出了泡沫鋁密度梯度填充的構(gòu)型。對密度梯度填充型式的薄壁管進行碰撞仿真，發(fā)現(xiàn)其在軸向和斜向碰撞過程中均有良好的性能表現(xiàn)。進一步對多胞薄壁管進行耐撞性研究。研究表明多胞結(jié)構(gòu)在軸向碰撞中變形模式較為穩(wěn)定，本文對7種構(gòu)型錐形多胞錐形薄壁管進行斜向耐撞性分析，選取吸能潛力最佳的結(jié)構(gòu)，采用代理模型技術(shù)和誘導(dǎo)變形的方法，對錐形多胞結(jié)構(gòu)進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，在兼顧軸向耐撞性的同時顯著提升斜向耐撞