乘用車側(cè)面碰撞仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、交通事故使人們承受著嚴(yán)重的人身傷害和巨大的經(jīng)濟(jì)損失,在眾多的交通事故中汽車側(cè)面碰撞主要為車撞車和車撞障礙物兩種碰撞形式,而汽車與類似于圓柱狀的障礙物的碰撞是一種較為特別的側(cè)面碰撞模式,可以造成乘員更為嚴(yán)重的人身傷害,所以有必要對(duì)車撞車與車撞柱狀物這兩種側(cè)面碰撞模式進(jìn)行研究。汽車的乘員艙作為承受側(cè)面碰撞力的主要結(jié)構(gòu),其構(gòu)成部件在承受和分散側(cè)面沖擊載荷的過程中起著重要作用,合理的碰撞力傳遞路徑有利于引導(dǎo)碰撞能量的分散、吸收,可以在側(cè)面碰撞過

2、程中降低傳遞到乘員身上的能量,從而減小對(duì)人體的傷害。
　　本文選取某國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型轎車為仿真對(duì)象,通過可移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞和側(cè)面柱碰撞兩種碰撞模式考核了該車對(duì)乘員的側(cè)面防護(hù)作用。通過兩種碰撞響應(yīng)的對(duì)比分析,基于改善碰撞力傳遞路徑從而提高吸能比的方法,對(duì)側(cè)圍承力部件從結(jié)構(gòu)、材料、板厚等方面進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的仿真結(jié)果表明整車側(cè)面被動(dòng)安全性得到改善。本文具體開展的工作如下:
　　1、利用有限元前處理軟件Hypermesh和ANSA對(duì)某

3、國(guó)產(chǎn)乘用轎車CAD模型進(jìn)行幾何清理和單元離散,根據(jù)真實(shí)的材料力學(xué)特性設(shè)置零部件的材料與屬性,利用相關(guān)連接單元真實(shí)模擬實(shí)車的裝配關(guān)系,完成了整車的CAE建模。
　　2、根據(jù)國(guó)家側(cè)面碰撞法規(guī)和E-NCAP側(cè)面柱碰撞標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范,搭建了可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞和側(cè)面柱碰撞平臺(tái),設(shè)置相關(guān)仿真計(jì)算參數(shù),定義了各個(gè)主要承力部件截面力輸出和接觸類型,并對(duì)最終模型與實(shí)車參數(shù)進(jìn)行對(duì)比調(diào)整,保證了仿真的精確性。
　　3、對(duì)該車進(jìn)行了側(cè)面碰撞的仿真計(jì)

4、算,對(duì)兩種側(cè)面碰撞形式的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,重點(diǎn)對(duì)比研究了整車乘員艙的變形模式、乘員艙支承部件的吸能情況及傳遞的碰撞力、B柱的動(dòng)態(tài)響應(yīng)等,為后續(xù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化做準(zhǔn)備。
　　4、輸出主要承力部件的截面力,分析了側(cè)面碰撞過程中車身結(jié)構(gòu)的傳力路徑,通過對(duì)該車乘員艙的主要結(jié)構(gòu)的分析,針對(duì)碰撞過程中關(guān)鍵的承力及吸能部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn),并基于綜合平衡法設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),研究了側(cè)圍材料強(qiáng)度匹配對(duì)整車耐撞性的影響。仿真結(jié)果表明通過對(duì)主要承力部件的改進(jìn)