面向行人保護(hù)的保險(xiǎn)杠薄壁填充結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、行人在整個(gè)交通體系中處于最弱勢(shì)地位,是交通事故中最容易受到傷害的人群,數(shù)據(jù)顯示行人在交通事故中的傷亡人數(shù)居高不下。目前對(duì)行人的保護(hù)問(wèn)題越來(lái)越多地得到了各國(guó)政府和汽車制造企業(yè)的重視。在人車碰撞中,前保險(xiǎn)杠是與行人發(fā)生最初接觸的部位,同時(shí)也是汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)首要接觸和進(jìn)行吸能的部位,所以對(duì)前保險(xiǎn)杠內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)在保護(hù)行人及應(yīng)對(duì)正面碰撞方面進(jìn)行研究是非常迫切和必要的。
　　 本文指出面向行人保護(hù)的保險(xiǎn)杠填充結(jié)構(gòu)要求,剛度上應(yīng)適中,提出

2、設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則為在保護(hù)行人的前提下,碰撞過(guò)程中的變形吸能值達(dá)到最大。首先針對(duì)傳統(tǒng)的薄壁管壓縮結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,以截面尺寸為設(shè)計(jì)變量,根據(jù)全面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選取樣本點(diǎn),分別對(duì)各樣本模型利用AnsyS/LS-DYNA軟件進(jìn)行有限元分析,記錄各樣本設(shè)計(jì)變量對(duì)應(yīng)的變形吸能值和加速度值,利用響應(yīng)面法分別建立變形吸能值、加速度值對(duì)截面尺寸的近似函數(shù)。提出薄壁管碰撞對(duì)于行人保護(hù)的抗撞性優(yōu)化定義,對(duì)薄壁管壓縮結(jié)構(gòu)的截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化。由于加速度范圍的原因,無(wú)法得到優(yōu)化

3、結(jié)果,意味著傳統(tǒng)的薄壁管壓縮結(jié)構(gòu)不利于對(duì)行人下肢的保護(hù)作用。
　　 繼而從新的思路,以擴(kuò)徑作為薄壁管的變形方式進(jìn)行抗撞性研究。由于存在多個(gè)影響因素,首先采用正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)影響變形吸能及加速度的各因素進(jìn)行比較分析,得到薄壁管壁厚和錐塊最大外徑為影響最大的兩個(gè)因素。根據(jù)對(duì)于行人保護(hù)的抗撞性優(yōu)化定義,對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到了能夠滿足行人保護(hù)要求的薄壁管擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　 在達(dá)到保護(hù)行人的目的后,保險(xiǎn)杠內(nèi)部尚有剩余空間,結(jié)

4、合薄壁管擴(kuò)徑和壓縮兩種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出變剛度結(jié)構(gòu)。此時(shí)的最優(yōu)擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度上變短,對(duì)變剛度結(jié)構(gòu)前部擴(kuò)徑薄壁管截短的影響進(jìn)行分析。針對(duì)汽車正面碰撞的要求,提出優(yōu)化定義,對(duì)后端壓縮管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。得出能夠應(yīng)對(duì)汽車正面碰撞的最優(yōu)后部壓縮管結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。最優(yōu)前部擴(kuò)徑結(jié)構(gòu)與后部壓縮結(jié)構(gòu)結(jié)合得到的變剛度結(jié)構(gòu)即為能在人-車碰撞中保護(hù)行人及汽車正面碰撞中保護(hù)駕乘人員的最優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
　　 根據(jù)汽車保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)及變剛度結(jié)構(gòu)的形式,提出保險(xiǎn)杠內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)