轿车正面碰撞安全仿真及其车身结构耐撞性研究

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1、分类号U461.91单位代码10618密级公开学号2120044001硕士学位论文轿车正面碰撞安全仿真及其车身结构耐撞性研究研究生姓名：李旺导师姓名及职称：曹源文教授申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称机械工程论文提交日期2015年4月20日二级学科名称车辆工程论文答辩日期2015年5月31日2015年5月日重戾交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：巧呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

2、体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：＾月／々日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可、。同时授权中国科１＾＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传

3、播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。４ｋ学位论文作者签名；指导教师签名：口曰期．年＾月，日曰期；抑年／月／曰／／王本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系》列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。斗％＼学位论文作者签名；指导教师签名；食喊日期：如年＾月＾日日期年＾月Ａ日／／SimulationandBodyStructuralCrashworthinessResearchofVehicleFrontalCrashADissertationSu

4、bmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiWangSupervisor：Prof.CaoYuanwenChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要在汽车安全性的研究中汽车碰撞实验是最为准确而且可靠的方法之一。要开发一款新车型，必须要通过实车碰撞实验来验证其耐撞性能及安全性能。但此类实验是一种对样车进行的破坏性实验，有时仅仅为了检验一项设计指标，需要重复几次地进行碰撞实验，费用相当昂贵，准备周期也较长。所以通过使用计算机辅助设计软件对汽车碰撞进行仿真计算来指导和取代部分实车实验工作，就成为汽

5、车碰撞安全性研究的一种必然趋势。仿真计算可以在汽车设计及优化改进过程中提供一些基本规律和指导方向，这样就避免了大量的重复尝试性工作，既减少了开发成本，又缩短了开发周期。碰撞安全性研究始终贯穿于整车研发过程。发生碰撞事故时为了保障乘员的安全，主要是依靠车身的抗变形能力、耐撞性能以及相应的安全措施（如车身强度、吸能结构、内部设施强度、安全带、逃逸出口等）来提高安全性能，其中一种很重要的途径就是改进汽车的碰撞吸能结构以及车身变形模式，提高汽车的耐撞性能。本文选取国内某款轿车为研究对象，首先根据其3D数据模型和基本技术数据，应用Hypermesh建立了正面碰撞仿真系统，利用LS

6、-DYNA求解器对有限元模拟系统进行求解计算；其次通过求解结果中的系统基本能量曲线变化以及实车碰撞实验的车身变形模式，验证了仿真模型的准确性与可靠性。同时对正面碰撞的重要指标：B柱下端加速度、整车以及关键结构的变形情况、冲击力传递情况进行了分析和评价，考察了该车的碰撞安全性能；最后在碰撞的仿真结果的基础之上，描述了响应指标的控制思路，确定汽车前部吸能区的关键薄弱环节为前纵梁，单独分析了前纵梁的折弯原因并且提出改进优化方案控制其变形模式。在弹塑性力学分析基础上对前纵梁在碰撞过程中的稳定性和吸能性进行了分析，并在此基础上，运用遗传算法对其结构参数进行再次优化。通过两次优化，

7、前纵梁变形模式由弯折变形变为溃缩变形，并且提高了其吸能量，降低了B柱下端加速度峰值以及前围板的最大侵入量，提高了整车碰撞安全性能，达到了预期的目标。本文研究结果符合汽车碰撞仿真的基本规律，对汽车的正面碰撞模拟仿真和车身的结构耐撞性研究提供了借鉴。关键词：安全性；正面碰撞；耐撞性；前纵梁；优化ⅠABSTRACTAutomotivecrashtestisthemostaccurateandreliablemethodinthevehiclesafetyresearch.Theautomotivecrashworthinessisverifie