轎車保險(xiǎn)杠吸能特性分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、安全、節(jié)能、環(huán)保,是汽車消費(fèi)者的期待,也是汽車設(shè)計(jì)者的使命,已經(jīng)成為汽車工業(yè)發(fā)展的三大主題。輕量化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有力措施,得到大家的共識(shí)和重視。汽車保險(xiǎn)杠位于汽車前部,是前部碰撞事故中首先接觸的部位,在人車碰撞中降低對(duì)行人的傷害和車車碰撞中減小對(duì)車輛的損壞方面起著重要作用。因此,對(duì)汽車保險(xiǎn)杠的吸能特性進(jìn)行研究,提高汽車被動(dòng)安全性,并在滿足性能要求的前提下實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì),具有重要的意義。
　　本人采用仿真模擬分析與試驗(yàn)研究方法

2、相結(jié)合,材料替換與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相結(jié)合,對(duì)某車鋼制保險(xiǎn)杠和鋁合金保險(xiǎn)杠的吸能特性進(jìn)行了對(duì)比研究,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了輕量化設(shè)計(jì)。主要工作包括:
　　一、根據(jù)掃描云圖在CATIA中建立保險(xiǎn)杠幾何模型,在前處理軟件Hypermesh中建立有限元模型,基于LS-DYNA對(duì)鋼制保險(xiǎn)杠的低速正碰、偏置碰、靜態(tài)靜壓性能進(jìn)行了仿真分析,并進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)研究。鋼制保險(xiǎn)杠在低速100％正碰中內(nèi)侵量大于允許的最大內(nèi)侵量,需要對(duì)保險(xiǎn)杠進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
　

3、　二、對(duì)鋼制保險(xiǎn)杠進(jìn)行了材料替換研究,根據(jù)鋼制保險(xiǎn)杠的輪廓尺寸建立鋁合金保險(xiǎn)杠模型,對(duì)鋁合金保險(xiǎn)杠的低速碰撞性能進(jìn)行了仿真模擬分析和試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果比較吻合,驗(yàn)證了鋁合金保險(xiǎn)杠有限元模型的正確性。6101鋁合金保險(xiǎn)杠低速碰撞性能良好,總吸能量和比吸能大幅提高。
　　三、對(duì)保險(xiǎn)杠橫梁建立拓?fù)鋬?yōu)化模型,運(yùn)用Optistruct軟件進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化,并對(duì)拓?fù)涑龅男滦徒Y(jié)構(gòu)的壁厚進(jìn)行了尺寸優(yōu)化,得到新的橫梁結(jié)構(gòu)。用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法對(duì)

4、吸能盒的截面形狀對(duì)吸能特性的影響進(jìn)行了對(duì)比分析,得到最佳的截面形狀,并對(duì)壁厚、V型誘導(dǎo)槽的位置對(duì)吸能特性的影響進(jìn)行了研究。
　　四、對(duì)新型6101鋁合金保險(xiǎn)杠與前縱梁進(jìn)行剛度匹配,保險(xiǎn)桿剛度滿足匹配要求。新型6101鋁合金保險(xiǎn)杠進(jìn)行低速碰撞、三點(diǎn)靜壓、完全壓潰碰撞仿真和分析,材料替換和改進(jìn)設(shè)計(jì)后的保險(xiǎn)杠低速碰撞性能良好,橫梁最大內(nèi)侵量均小于允許的最大內(nèi)侵量。靜壓壓潰力峰值增大,剛度增大。與鋼制保險(xiǎn)杠相比,經(jīng)過材料替換和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)