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谈谈汽车后防护装置碰撞仿真

收藏本文 2024-04-09 点赞:33394 浏览:156233 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:汽车自诞生之日开始就在推动人类文明的同时也给人类带来了以交通事故为主要体现的巨大灾难。各种交通事不仅造成了众多人员伤亡也造成了巨大的经济损失。据统计,发生的各类交通事故当中,追尾交通事故是最为常见的一种。轿车追尾钻入卡车后部是一种非常危险的交通事故形式,通常会造成乘用车前部的严重变形和车内乘员的死伤。由此,探讨车后下防护装置的碰撞特性及防护性能的改善对于提升车辆碰撞安全性具有重大作用。本论文利用CATIA软件的曲面造型功能,以国内某一品牌重型货车的下防护装置为原型,并且严格按照国标GB11567.2-2001(汽车和挂车后下部防护装置要求)建立后防护装置、壁障和轿车的三维实体模型。利用Hyperworks软件对模型进行网格划分以及模型前处理。通过运用ANSYS/LS-DYNA对此后防护装置进行了移动壁障动态碰撞试验仿真和整车追尾碰撞仿真。详细的浅析了后防护装置的各构件在碰撞历程中的变形、位移、应力、吸能特性等物理变化规律,评价了它的防护性能。同时,对该后防护装置进行了偏置碰撞仿真,对在发生偏置碰撞时候防护装置的防护性能进行了探讨。浅析了壁厚、防撞梁几何尺寸、连接方式对后防护装置防护性能的影响。通过结合国内外对吸能式后防护装置的探讨,此外本论文提出了一种新型吸能式的后防护装置结构,并对这种新型的后防护装置进行了结构优化设计。通过选定矩形钢管壁厚、防撞横梁壁厚、支架倾角等因素进行了的多指标正交仿真试验,找出了影响后防护装置耐撞性的显著因素并通过“综合评分法”将多指标评价不足转换为单指标评价不足。最后通过整车追尾碰撞仿真来验证了优化后的防护装置的可行性。发生在高速公路上的众多恶劣追尾事故表明,国内厂家生产的后防护装置防护性能普遍较差,而国家的相关法规也未能得到有效执行。最后本论文倡议加强汽车后防护装置的研发,改善后防护装置的相关法规,最大程度的减少追尾碰撞带来伤害。关键词:汽车后防护装置论文追尾碰撞论文ANSYS/LS-DYNA论文耐撞性论文

    摘要4-5

    Abstract5-7

    目录7-9

    第1章 绪论9-17

    1.1 探讨背景及作用9-10

    1.2 汽车后下部防护装置的相关法规与标准10-12

    1.3 汽车后下部防护装置的探讨策略12-14

    1.3.1 实车碰撞试验12-13

    1.3.2 汽车后下部防护试验台13

    1.3.3 有限元浅析法13-14

    1.4 国内外的探讨近况14-15

    1.4.1 国外的探讨近况14-15

    1.4.2 国内的探讨近况15

    1.5 本论文探讨的主要内容15-17

    第2章 汽车碰撞仿真探讨的论述与策略17-30

    2.1 汽车被动安全仿真浅析法的进展17-18

    2.2 显式非线性有限元论述与策略18-24

    2.2.1 物体质点变形方程19

    2.2.2 物体的离散化19-20

    2.2.3 质量制约方程20-21

    2.2.4 边界条件21-22

    2.2.5 动量方程22-23

    2.2.6 能量方程23-24

    2.3 薄壳论述与BT壳单元24-26

    2.4 沙漏方式26-27

    2.5 接触面的处理27-29

    2.5.1 接触的搜寻27-28

    2.5.2 级域论述和策略28-29

    2.5.3 接触碰撞力的计算策略29

    2.6 本章小结29-30

    第3章 碰撞系统的有限元建模及前处理30-38

    3.1 动态试验碰撞系统的建模30-35

    3.1.1 动态试验碰撞系统的建立31-32

    3.1.2 单元的划分32-33

    3.1.3 后防护装置的材料模型33-34

    3.1.4 动态试验的接触不足34

    3.1.5 动态试验的约束与施加载荷34-35

    3.2 整车追尾碰撞系统的建模35-37

    3.2.1 碰撞车辆的模型建立35-36

    3.2.2 整车碰撞的接触设置36

    3.2.3 整车追尾的约束和施加载荷36-37

    3.3 本章小结37-38

    第4章 后下部防护装置的碰撞仿真探讨38-53

    4.1 典型的后防护装置的碰撞仿真浅析38-44

    4.1.1 碰撞模拟的变形浅析38-41

    4.1.2 碰撞模拟的能量浅析41-42

    4.1.3 加速度与速度特性浅析42-43

    4.1.4 应力变形浅析43-44

    4.2 后防护装置防撞性能的探讨44-48

    4.2.1 壁厚对防护性能的影响44-46

    4.2.2 防撞梁接触面对于防护性能的影响46-47

    4.2.4 影响防护性能的其他因素47-48

    4.3 偏置碰撞动态试验仿真浅析48-49

    4.4 整车碰撞仿真浅析49-52

    4.4.1 整车碰撞的动态响应50

    4.4.2 载荷与能量浅析50-51

    4.4.3 车身加速度浅析51-52

    4.5 本章小结52-53

    第5章 后下部防护装置的结构优化设计53-61

    5.1 新型吸能式后防护装置结构浅析53-55

    5.1.1 吸能式后防护装置的结构设计53-54

    5.1.2 吸能式后防护装置的材料参数浅析54-55

    5.2 新型后防护装置的结构优化设计55-59

    5.2.1 参数变量的设计55-56

    5.2.2 优化目标函数的设计56-57

    5.2.3 正交优化实验设计57

    5.2.4 仿真试验的方差浅析与最优组合设计57-59

    5.3 基于实车碰撞的仿真验证59-61

    第6章 总结和展望61-63

    6.1 全文总结61-62

    6.2 展望62-63

    致谢63-64

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