轿车侧面碰撞中B柱的耐撞性优化设计研究

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1、学校代号：10532学密号：S0702106l级：公开湖南大学硕士学位论文-王7‘l79壬：轿车侧面碰撞中B柱的耐撞性优化设计研究昱垣筵刍壁塾叠；一扬渣匡数援一埴羞篁僮!塑l越皇运夔王猩堂院童些名鏊i奎塑王猩迨塞握童旦甥；．2Q!Q生垒旦!Q旦迨塞簦趱旦塑；2Q!Q生三旦!!旦筌避委基金圭廑；鳌：重波教援一AStudyonOptimalDesigninPassengerofCrashworthinessofB—pillarcarSideImpactby弱NYaowuB．E．(ChangshaUniversityofScience&Technology)20

2、06thesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnAutomotiveEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYANGJikuangMay，2010㈣5Ⅲ2Ⅲ4M5㈣2Ⅲ7iii●1删Y■●1■■■■■■■■■1湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的

3、内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：矽／口年，月“日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门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。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于·1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密囹。(请在

4、以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：．桶了衣氇1日期：少p年，月彳

5、]日期：7．-o[o年厂月“日轿车侧面碰掩中B柱的耐掩性优化设计研究摘要在汽车侧面碰撞中，B柱作为重要的侧面结构，是承受侧面碰撞力的主要部件。其侵入量、侵入速度和变形模式对乘员的损伤有着直接的关系。良好的B柱变形模式，在一定程度上能够有效地降低侧面碰撞中乘员的损伤。本文旨在使用不同的方法从不同的方面入手对B柱在侧面碰撞中的耐撞性进行优化设计。通过控制B柱在乘员正常坐姿胸部同高度处的侵入量和侵入速度，以达到在侧面碰撞中对乘员胸部保护的侧面结构安全性设计的目标值。文章首先建立了侧面碰撞

6、有限元模型，并验证了模型的有效性，同时对本车的侧面碰撞结构安全性能进行了简要的评价。然后从以下三个方面对B柱在侧面碰撞中的耐撞性进行了优化设计。(1)使用拼焊板结构对B柱外板进行改进设计，结合正交试验设计和多目标遗传算法对改进后的B柱拼焊板结构进行多目标优化。获得了理想的B柱变形模式，B柱内板腰线处侵入量和侵入速度分别减小了18％和12％，同时内板最大侵入量也减小了10％，B柱总质量减小18％。(2)采用综合平衡法对B柱的各组成部件进行刚度和强度的匹配优化。为了提高优化效率建立了侧面碰撞简化模型，使用灵敏度分析评估了各设计变量对目标值的显著度，确定了最终优

7、化变量后使用综合平衡分析进行了最优方案的选择。选择的最优方案使B柱腰线处侵入速度减少了8．5％，侵入量减少了12．3％。(3)使用HyperMesh、HyperStudy和LS—DYNA软件对B柱内板进行了尺寸和形状优化相结合的结构优化设计。以最小的质量增加使B柱内板腰线处侵入速度减少到9m／s以内，与优化前相比减少了8．5％。研究结果表明：在B柱上使用拼焊板米合理分配刚度能够改善B柱的变形模式、提高侧碰安全性能、减少部件的数量、减轻B柱的质量。在应用拼焊技术的同时结合优化方法对拼焊结构进行优化设汁能够有效地平衡耐撞性和轻量化的要求；B柱刚度和强度的匹配对

8、B柱耐撞性能有较大的影响，同时B柱各组成部件的材料对侵入量和侵入速度的影响显著性较厚童要大；对B柱进行刚度和强度的匹配优化使B柱侵入量和侵入速度有了一定量的减少，但如果在优化时把整个侧围部件考虑在内，材料的使用将会更得当，效果将会更明显；对B柱进行尺寸和形状优化相结合的结构优化设计可以在不改变邝件的总体设计的情况下，以局部刚度加强或减弱的方式来控制B柱内板的侵入速度，达到加强对乘员保护的目的。关键词：B柱；拼焊板；多目标优化；简化模型；刚强度匹配；结构优化ⅡAbstractB—pillar，asanimportantassemblyofpassengerc

9、arsideconfiguration，isthemaincomp