汽车侧碰安全与轻量化优化设计
由于汽车乘员舱侧面车身强度相对于其他区域较弱,侧围缺少有效的吸收碰撞能量的装置,侧碰通常对乘员造成较大的伤害,侧碰安全性设计有一定难度。因此,深入研究侧面碰撞机理和提高侧面耐撞性设计水平就十分具有现实意义。<br>  本文首先系统地介绍了侧面碰撞,从侧碰研究内容及方法、侧碰法规和碰撞过程分析解读到碰撞中假人的运动、损伤机理及评价指标,并进一步分析了侧碰过程中乘员保护的方法;分别对车身结构改进以及乘员约束系统改进措施提出了建设性意见。接着从工程实际出发归纳了整车侧碰有限元模型的建立流程,对如何提高有限元仿真计算精度和...
由于汽车乘员舱侧面车身强度相对于其他区域较弱,侧围缺少有效的吸收碰撞能量的装置,侧碰通常对乘员造成较大的伤害,侧碰安全性设计有一定难度。因此,深入研究侧面碰撞机理和提高侧面耐撞性设计水平就十分具有现实意义。
  本文首先系统地介绍了侧面碰撞,从侧碰研究内容及方法、侧碰法规和碰撞过程分析解读到碰撞中假人的运动、损伤机理及评价指标,并进一步分析了侧碰过程中乘员保护的方法;分别对车身结构改进以及乘员约束系统改进措施提出了建设性意见。接着从工程实际出发归纳了整车侧碰有限元模型的建立流程,对如何提高有限元仿真计算精度和效率以及有限元模型建立过程中的需要注意的关键问题做了详细的说明,并在此基础上建立了侧碰有限元模拟模型并对模型进行了仿真分析。将仿真结果与侧面碰撞试验进行比较,结果表明该模型很好地再现了碰撞试验,具有较高的可信度。
  GB15743-1995轿车侧门强度(车门系统侧碰分析模拟等效工况)对于车门在侧碰过程中的受力特性做了相关规定。文中首先建立了车门侧面碰撞的有限元模型并进行了仿真分析,并在此有限元模型基础上建立了优化的数学模型,然后将试验设计技术、kriging近似模型和优化算法相结合对车门系统关键部件的板料厚度进行优化设计,既有效降低了车门系统质量,达到了车门轻量化的效果,又使其满足了法规要求,提高了车门侧碰安全性能。
  最后,为了对侧围结构进行安全轻量化设计,文中首先建立了整车侧面碰撞的有限元模型并进行了试验验证,在验证后的有限元模型基础上建立了其多参数参数化模型,然后将试验设计技术、BP神经网络和多目标遗传算法相结合来对车身侧围关键部件常用的高强度钢板材料和板料厚度进行优化设计,使得两者达到合理的配置,从而既能正确指导侧面碰撞过程中汽车侧围关键部件的选材,达到侧碰乘员保护的目的,也能使整车轻量化。
展开
作者: 周利辉
学科专业: 汽车工程
授予学位: 硕士
学位授予单位: 湖南大学
导师姓名: 成艾国
学位年度: 2012
语 种: chi
分类号: U462.2
在线出版日期: 2012年11月30日