轎車保險杠吸能特性分析與試驗研究.pdf

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

2、相結(jié)合,材料替換與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法相結(jié)合,對某車鋼制保險杠和鋁合金保險杠的吸能特性進(jìn)行了對比研究,同時實現(xiàn)了輕量化設(shè)計。主要工作包括:
　　一、根據(jù)掃描云圖在CATIA中建立保險杠幾何模型,在前處理軟件Hypermesh中建立有限元模型,基于LS-DYNA對鋼制保險杠的低速正碰、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)的試驗研究。鋼制保險杠在低速100％正碰中內(nèi)侵量大于允許的最大內(nèi)侵量,需要對保險杠進(jìn)行重新設(shè)計。
　

3、　二、對鋼制保險杠進(jìn)行了材料替換研究,根據(jù)鋼制保險杠的輪廓尺寸建立鋁合金保險杠模型,對鋁合金保險杠的低速碰撞性能進(jìn)行了仿真模擬分析和試驗研究,試驗結(jié)果與仿真結(jié)果比較吻合,驗證了鋁合金保險杠有限元模型的正確性。6101鋁合金保險杠低速碰撞性能良好,總吸能量和比吸能大幅提高。
　　三、對保險杠橫梁建立拓?fù)鋬?yōu)化模型,運用Optistruct軟件進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化,并對拓?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)。用實驗設(shè)計的方法對

4、吸能盒的截面形狀對吸能特性的影響進(jìn)行了對比分析,得到最佳的截面形狀,并對壁厚、V型誘導(dǎo)槽的位置對吸能特性的影響進(jìn)行了研究。
　　四、對新型6101鋁合金保險杠與前縱梁進(jìn)行剛度匹配,保險桿剛度滿足匹配要求。新型6101鋁合金保險杠進(jìn)行低速碰撞、三點靜壓、完全壓潰碰撞仿真和分析,材料替換和改進(jìn)設(shè)計后的保險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。與鋼制保險杠相比,經(jīng)過材料替換和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計