汽车车身碰撞仿真及其结构耐撞性研究

汽车车身碰撞仿真及其结构耐撞性研究 N u m e r i c a lS i m u l a t i o na n dS t r u c t u r a l C r a s h w o r t h i n e s sR e s e a r c ho fV e h i c l eB o d yC r a s h 作者姓名奎遮塞 学位类型堂压亟± 学科、专业扭越电王王程 研究方向 边：箕狃篡盛鱼造丕统 导师及职称直室塑教攫 2 0 1 3 年4 月 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕 士学位论文质量要求。 答辩委员会签名：( 工作单位、职称) 主席： 委员： 导师： 合肥工业大学教授 辱琢吻 合肥通用机械研究院高级工程师 己融 合肥工业大学副教授口月L J J 一业亍田- J 锹 又 合肥工业大学教授 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得金目巴王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 靴做储徽：李嫩 签字日期：加，岁年q - , 9 形日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金胆工些太堂 有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权 金胆王些太堂 可以将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、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：揪袭 签字日期：加，；年妙月上乡日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期： 电话： 邮编： 铝1 州 ，孑 F恤沁 汽车车身碰撞仿真及其结构耐撞性研究 摘要 随着我国近年来汽车产销量和保有量的快速增长，研究汽车被动安全性问 题的重要性日益凸显。在整车的研发过程中，其碰撞安全性研究始终贯穿其中。 为了保障发生碰撞事故时乘员的安全，其中一个重要途径就是合理改进汽车前 端的吸能结构及能量传递路径，提高汽车的结构耐撞性。 本文选取某款商用车，通过计算机模拟仿真对其进行正面碰撞实验及其结 构耐撞性研究。首先根据相关模型、数据和正面碰撞法规，应用H y p e r M e s h 建 立了汽车碰撞模拟仿真系统，并利用L S D Y - N A 软件对系统进行求解计算；其 次针对求解中的能量曲线和碰撞过程中的各项响应指标，并结合汽车碰撞的评 价标准，对正面碰撞仿真形式下的重要指标B 柱下端加速度以及纵梁、前围板 等结构的变形情况进行了分析和评价，考察了该车的碰撞安全性；最后基于仿 真结果，描述了响应指标的控制思路，分析了汽车前部吸能区的薄弱环节，并 提出了车身结构耐撞性的改进方案。根据改进方案的仿真结果，车身变形得到 了比较有效的控制，达到了预期的目标；加速度峰值基本没有发生变化，曲线 也较合理；而且方案对于前围板侵入量过大问题的优化是有效的。 本文的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。 关键字：正面碰撞；模拟仿真；耐撞性；吸能结构 N u m e r i c a lS i m u l a t i o na n dS t r u c t u r a l C r a s h w o r t h i n e s sR e s e a r c ho fV e h i c l eB o d yC r a s h A B S T R A C T I nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i dg r o w t ho fa u t o m o b i l ep r o d u c t i o na n ds a l e sa n d c a ro w n e r s h i pi no u rc o u n t r y , a n dt h en u m b e ro fa u t o m o b i l eo w n e r s h i p ，s t u d yo n t h ep a s s i v es a f e t yo fa u t o m o b i l eb e c o m e si n c r e a s i n g l y p r o m i n e n t S t u d yo nt h e s a f e t yo fa u t o m o b i l ec o l l i s i o nr u n st h r o u g ht h ep r o c e s so fd e v e l o p i n gv e h i c l e I n o r d e rt oe n s u r et h es a f e t yo ft h eo c c u p a n t s ，o n eo ft h ei m p o r t a n ta p p r o a c h e si st o a m e l i o r a t er e a s o n a b l ye n e r g ya b s o r p t i o ns t r u c t u r eo ff r o n te n da n dt h ep a t ho f e n e r g yt r a n s f e rS Oa st oi m p r o v et h ec r a s h w o r t h i n e s so fi t ss t r u c t u r e T h i sp a p e rs e l e c t sac o m m e r c i a lv e h i c l e ，c o n d u c t si t sf r o n ti m p a c tt e s tb yt h e c o m p u t e rs i m u l a t i o n ，a n da n a l y s e s i t ss t r u c t u r ec r a s h w o r t h i n e s s T h e f i r s t l y , a c c o r d i n gt ot h er e l a t e dm o d e la n dd a t aa n dt h el a w sa n dr e g u l a t i o n so ft h ef r o n t i m p a c t ，t h es i m u l a t i o ns y s t e mo ft h ea u t o m o b i l ec r a s hi se s t a b l i s h e db ya p p l i c a t i o n o fH y p e r M e s h ，a n dt h es y s t e mi ss o l v e da n dc a l c u l a t e du s i n gL S D Y N As o f t w a r e ； s e c o n d l y , i nv i e wo fe n e r g yc u r v ei ns o l u t i o na n dt h er e s p o n s ei n d i c a t o r si nt h e p r o c e s so ft h ec r a s h ，a n dc o m b i n e dw i t ht h ee v a l u a t i o ns t a n d a r d so ft h ea u t o m o b i l e c r a s h ，a n a l y s i sa n de v a l u a t i o no nt h ea c c e l e r a t i o na tt h eb o t t o mo fBp i l l a rw h i c hi S t h ei m p o r t a n ti n d e xo ft h ef r o n ti m p a c ts i m u l a t i o na n dt h ed e f o r m a t i o no ft h eb e a m a n dt h ef r o n t e n dp a n e li sc a r r i e do u t ；f i n a l l y , b a s e do nt h es i m u l a t i o nr e s u l t s ，t h e p a p e rp r o p o s e sa p p r o a c h e st oi m p r o v i n gt h er e s p o n s ei n d i c a t o r s ，a n a l y s e st h ew e a k l i n k i nt h e e n e r g ya b s o r p t i o n a r e ao ft h ef r o n te n d ，a n d p u t sf o r w a r dt h e i m p r o v e m e n ts c h e m eo fb o d ys t r u c t u r ec r a s h w o r t h i n e s s T h ei m p r o v e ds c h e m ei S s i m u l a t e d ，a n dt h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ed e f o r m a t i o no fc a rb o d yh a s b e e nc o n t r o l l e d e f f e c t i v e l y ，w h i c ha c h i e v e st h ee x p e c t e dg o a l ；t h es h a p eo f a c c e l e r a t i o nc u r v ei sm o r er e a s o n a b l et h a nb e f o r e a n di t sp e a kv a l u eh a sn o t c h a n g e db a s i c a l l y ；a n dt h es c h e m ei se f f e c t i v et oo p t i m i z et h ep r o b l e mt h a tt h ef r o n t p a n e li n t r u s i o ni st o ol a r g e T h er e s e a r c hr e s u l t so ft h i sp a p e ra c c o r dw i t ht h eb a s i cr u l e so fa u t o m o b i l e c o l l i s i o ns i m u l a t i o n ，a n dp r o v i d e sr e f e r e n c ef o rt h es i m u l a t i o no fv e h i c l e Sf r o n t i m p a c ta n dr e s e a r c ho nt h ec r a s h w o r t h i n e s so ft h eb o d ys t r u c t u r e K e y w o r d s ：F r o n ti m p a c t ；A n a l o ge m u l