基于側碰的車身梯度性能零部件防撞性能優(yōu)化.pdf

1、隨著車身輕量化技術的不斷發(fā)展，力學性能梯度變化的車身零部件開始得到廣泛關注。針對車用鋼材，拼焊技術、變厚度軋制技術、模具分區(qū)冷卻技術等能夠實現(xiàn)車身零部件呈梯度性能分布的特點。但怎樣的梯度性能能夠保證車身零部件具有更優(yōu)的安全性能，目前還是國內(nèi)外學者研究的重要內(nèi)容。汽車主機廠通常從經(jīng)驗和加工的角度來進行梯度性能設計，而科研工作者則主要從優(yōu)化仿真的角度去找到梯度性能零部件理論的最優(yōu)情形。上述現(xiàn)象帶來了一個主要問題即為理論與實際沒有達到較好的結

2、合，因此圍繞該問題，結合實際應用背景，本文針對梯度性能零部件的防撞性能開展相應的研究。
　　首先，基于壓潰試驗平臺，開展相關動態(tài)大變形試驗，驗證建模方式與材料參數(shù)的可靠性。選取樣件與仿真計算結果進行對比，發(fā)現(xiàn)兩者變形模式、力—位移曲線的變化趨勢基本一致。但也存在一定的問題，即在同樣的準備條件下，試驗的可重復度較低，每一次壓潰試驗后，樣件的變形、破壞形式均不盡相同。
　　其次，針對原始整車側碰模型開展了簡化工作，通過對比驗證確

3、定了簡化模型的有效性。針對B柱在側碰過程中的關鍵作用，確定了其性能的評價指標:最大侵入量Dmax、碰撞吸能EA。依據(jù)侵入量與重傷率的關系對B柱進行了合理的分區(qū)。對比分析64種不同梯度強度B柱的計算結果發(fā)現(xiàn)，B各部分強度變化則對其碰撞結果影響各不相同，其中中部強度對結果影響顯著。對比分析27種不同梯度厚度B柱的計算結果發(fā)現(xiàn)，B柱中部厚度TMID的改變對計算結果影響顯著。
　　最后，基于所得數(shù)據(jù)擬合數(shù)值模型，結合優(yōu)化算法分別得到兩種梯

4、度性能B柱的最優(yōu)解集并與原始工況進行對比。通過徑向基函數(shù)(RBF)對兩種梯度性能B柱進行了模型擬合，采用非支配排序的帶有精英策略的多目標優(yōu)化算法(NSGAII)對所得數(shù)值模型進行優(yōu)化設計。結果表明:梯度強度B柱的優(yōu)化結果實際上相當于將3段式B柱簡化成了2段式B柱，以上部強下部弱的形式分布，能夠有效的提高防侵入性和吸能性，且與實際加工生產(chǎn)的經(jīng)驗吻合較好，具有實際應用價值。厚度梯度B柱的優(yōu)化結果為中間厚，兩端薄，優(yōu)化結果與基準工況相比能顯著