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汽车碰撞与防撞梁结构优化学术

收藏本文 2024-04-15 点赞:23527 浏览:107011 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着汽车数量的增加,交通事故的数量也大量增加,给人类的生命和财产安全带来了严重的危害。由此针对汽车安全技术的探讨己成为现代汽车科技探讨的重大课题。在大部分汽车碰撞事故中,都要涉及前防撞梁的碰撞。防撞梁系统是汽车车身的重要组成部分,低速碰撞可以吸收冲击能量,撞后可以恢复原状;高速碰撞时,冲击力经过防撞梁系统合理导向车架然后分散给整个车身,可以避开车体局部区域变形过大,以而保证车身和乘客的安全。调查显示,汽车交通事故中正面碰撞占首位。针对这一情况,本课题对汽车碰撞中的正面碰撞进行模拟仿真探讨,进而对汽车防撞梁的结构强度进行了浅析并对其结构进行了优化。本论文首先依据相关资料建立了JETTA车型包含车架和车身、发动机的三维整车模型,然后将所建模型导入ANSYS/LS-DYNA软件,利用ANSYS/LS-DYNA软件对汽车与刚性墙进行了100%完全正面碰撞、40%正面偏置碰撞、与柱面正中碰撞三种碰撞,进行了数值模拟计算和浅析,得出了碰撞历程中整车变形、位移、速度、加速度和碰撞历程能量耗散等计算结果,并与试验数据进行了比较,验证了仿真模拟的合理性。综合模拟计算结果,碰撞历程对整车危害最大的是与柱面正中碰撞,其次是正面40%偏置碰撞,最小的是完全正面碰撞。为进一步准确仿真浅析汽车碰撞历程提供了参考。根据对碰撞历程的模拟浅析,本论文提出了根据碰撞冲击力对防撞梁结构进行强度校核的策略,并对本论文建立的较详细的防撞梁和纵梁的几何模型进行了结构强度浅析,得出了应力和应变结果,超出了材料的屈服极限,防撞梁有断裂的可能。然后对原防撞梁采取三种方式对结构进行了优化,并对优化结果再次进行了强度校核。优化后,防撞梁所受应力回到材料的屈服极限内,以而证明这一思路的可行性。关键词:显式有限元论文汽车正面碰撞论文防撞梁强度论文模拟计算论文结构优化论文

    摘要6-7

    Abstract7-10

    第1章 绪论10-16

    1.1 探讨背景10-11

    1.2 国内外探讨近况11-12

    1.2.1 国内外汽车碰撞探讨概况12

    1.2.2 国内外防撞梁结构强度探讨概况12

    1.3 汽车碰撞的探讨策略12-15

    1.3.1 汽车碰撞试验13-15

    1.3.2 计算机仿真模拟计算15

    1.4 本论文探讨内容15-16

    第2章 碰撞探讨的非线性有限元法16-24

    2.1 引言16

    2.2 非线性有限元法基本论述16-18

    2.2.1. 线性有限元的回顾16-17

    2.2.2 有限元策略的三个基本步骤17

    2.2.3 等参单元17-18

    2.3 非线性有限元法基本论述18-24

    2.3.1 非线性弹性基本方程18-19

    2.3.2 非线性方程组的建立19-21

    2.3.3 等效应力、等效应变联系21-22

    2.3.4 迭代公式的具体化22-24

    第3章 ANSYS/LS.DYNA功能和论述介绍24-29

    3.1 ANSYS/LS.DYNA概况24

    3.2 ANSYS/LS.DYNA程序功能24-29

    3.2.1 单元和材料类型24-25

    3.2.2 接触浅析模块25-27

    3.2.3 沙漏论述及简化积分27

    3.2.5 LS-DYNA前后处理27-29

    第4章 汽车正面碰撞数值模拟浅析29-49

    4.1 汽车碰撞模型的建立29-33

    4.1.1 模型几何尺寸数据29-30

    4.1.2 几何模型的建立30-32

    4.1.3 浅析计算模型的建立32-33

    4.2 正面碰撞模拟计算结果及浅析33-47

    4.2.1 车身变形结果浅析33-36

    4.2.2 位移变化结果浅析36-38

    4.2.3 速度变化结果浅析38-40

    4.2.4 加速度变化结果浅析40-43

    4.2.5 能量变化结果浅析43-47

    4.3 本章小结47-49

    第5章 防撞梁的结构强度浅析及优化49-63

    5.1 防撞梁结构失效的判定准则49-51

    5.2 防撞梁有限元模型的建立51-57

    5.2.1 防撞梁几何模型的建立51-52

    5.2.2 网格的划分52-54

    5.2.3 载荷和约束的施加54-57

    5.3 防撞梁结构强度的浅析及优化57-58

    5.4 防撞梁结构优化后的强度浅析58-63

    结论与展望63-64

    结论63

    展望63-64

    致谢64-65

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