基于轎車薄壁構(gòu)件碰撞的變形及吸能特性的仿真與分析.pdf

1、由于早期對(duì)車身結(jié)構(gòu)抗撞性能的研究主要依賴于試驗(yàn)的方法，即通過試驗(yàn)檢驗(yàn)整車及相關(guān)安全部件的耐撞性以及人體的損傷指標(biāo)，這類研究需要通過反復(fù)設(shè)計(jì)，反復(fù)試驗(yàn)多輛汽車而完成，于是整車及安全部件的開發(fā)試驗(yàn)花費(fèi)較大而且工期很長。由于試驗(yàn)費(fèi)用昂貴，因此汽車碰撞試驗(yàn)正逐步被計(jì)算機(jī)仿真方法所取代，且后者已成為現(xiàn)代汽車的研發(fā)中的一個(gè)應(yīng)用熱點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)有比較成熟的理論體系和比較廣泛的應(yīng)用范圍，盡管其并不能完全替代實(shí)車試驗(yàn)，但它可以作為實(shí)車試驗(yàn)的

2、重要補(bǔ)充，在汽車研發(fā)過程中發(fā)揮巨大的作用，基于轎車薄壁構(gòu)件碰撞的變形及吸能特性的仿真與分析具有現(xiàn)實(shí)的理論和工程應(yīng)用背景，其研究工作可為車身吸能元件、整車抗撞性研究等奠定理論基礎(chǔ)和依據(jù)。因此，開展這方面的研究工作不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，同時(shí)也具有工程實(shí)用意義。 當(dāng)前，薄壁構(gòu)件作為一種低成本、高吸能的元件，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車等幾乎所有交通工具的碰撞沖擊能量耗散系統(tǒng)中。薄壁構(gòu)件吸能元件主要通過自身塑性變形來耗散沖擊能量，受到?jīng)_擊載荷

3、作用時(shí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的壓潰行程，從而將沖擊能量均勻地耗散，瞬時(shí)沖擊載荷強(qiáng)度因而大大降低。同時(shí)，薄壁管結(jié)構(gòu)軸向變形所吸收的能量大約要比橫向高一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此研究薄壁管件在軸向沖擊載荷作用下的動(dòng)態(tài)吸能特性對(duì)結(jié)構(gòu)抗撞性研究具有重要的指導(dǎo)意義。 本文基于顯示非線性有限元理論基礎(chǔ)，對(duì)有限元分析碰撞中模型的合理簡化、網(wǎng)格劃分和材料參數(shù)的設(shè)置等關(guān)鍵問題進(jìn)行了探討，并結(jié)合長方形薄壁梁的破壞模式從質(zhì)心加速度和比吸能值兩個(gè)方面分析了不同截面形狀薄壁梁