薄壁梁拼焊板與泡沫填充材料耐撞性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車逐漸成為人們出行的最重要交通工具。汽車產(chǎn)量與保有量急劇增加帶來愈發(fā)嚴(yán)重的安全問題。因此，汽車安全性能標(biāo)準(zhǔn)也需隨之提高。而提高汽車安全性能的一個(gè)重要途徑是增強(qiáng)汽車前艙變形區(qū)域的吸能性能。汽車前艙的重要吸能結(jié)構(gòu)——前縱梁是提高前艙吸能性能的關(guān)鍵。前縱梁通常采用薄壁梁結(jié)構(gòu)，薄壁梁結(jié)構(gòu)由于可產(chǎn)生高度壓潰的變形模式而具有優(yōu)良的吸能性能。同時(shí)因其質(zhì)量輕、價(jià)格低而被廣泛使用，本文主要研究薄壁梁結(jié)構(gòu)的耐撞性能。
　　首先，在薄

2、壁梁耐撞性能研究過程中，評(píng)價(jià)指標(biāo)之間經(jīng)常出現(xiàn)部分性能指標(biāo)相互矛盾導(dǎo)致對(duì)薄壁梁綜合性能的優(yōu)劣較難判斷。本文在薄壁梁拼焊板多工況耐撞性能研究中發(fā)現(xiàn)，無法通過直觀判斷來評(píng)定各設(shè)計(jì)參數(shù)下試件在多工況下的性能排名。因而，本文引入了一種新型評(píng)價(jià)方法即 COPRAS評(píng)價(jià)方法，結(jié)合性能矩陣，根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性對(duì)其進(jìn)行權(quán)重比定量分析，最終對(duì)拼焊板的耐撞性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，該評(píng)價(jià)方法能夠高效、客觀地評(píng)價(jià)各設(shè)計(jì)變量下試樣的綜合耐撞性能，具有很高的

3、工程應(yīng)用價(jià)值。
　　其次，建立臺(tái)車碰撞有限元仿真模型，并以高速動(dòng)態(tài)下的拼焊板碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的精度。針對(duì)薄壁梁拼焊板，研究其在不同材料牌號(hào)、板料厚度下的耐撞性能，并同時(shí)考察正面碰撞與斜面碰撞兩種工況，結(jié)合 COPRAS評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)其綜合耐撞性能。研究結(jié)果表明，采用合理的材料牌號(hào)與板料厚度的拼焊板組合形式能夠顯著提高薄壁梁的綜合耐撞性能。
　　最后，研究泡沫金屬填充材料對(duì)薄壁梁耐撞性能的影響。結(jié)合徑向基代理模型以及多目標(biāo)優(yōu)

4、化算法，以薄壁梁截面尺寸、板料厚度以及泡沫金屬密度為設(shè)計(jì)參數(shù)，得出純軸向以及幾種斜碰角度下的以 SEA(比吸能)和PCF(碰撞力峰值)為優(yōu)化目標(biāo)的Pareto前沿。研究結(jié)果表明，采用泡沫金屬填充材料能夠提高薄壁梁的耐撞性能，其中在特定碰撞角度下相對(duì)非填充結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢。
　　本文以提高薄壁梁耐撞性能為出發(fā)點(diǎn)，分別結(jié)合拼焊板技術(shù)以及泡沫金屬填充結(jié)構(gòu)對(duì)薄壁梁耐撞性能進(jìn)行了研究。通過本文的研究得到了利用拼焊板技術(shù)和添加泡沫金屬填充材料