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汽车正面碰撞及其薄壁构件吸能研究
作 者: 周新宇
导 师: 闻邦椿
学 校: 东北大学
专 业: 机械设计及理论
关键词: 汽车正面碰撞 计算机模拟 吸能研究 有限元法
分类号: U467.14
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 158次
引 用: 1次
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内容摘要
目前,随着我国汽车保有量的迅速增长,随之而来的交通事故数量及其造成的人员伤亡数量也呈上升趋势。为提高汽车被动安全性能,减少乘员伤亡,在汽车开发阶段必须开展汽车结构的耐撞性研究。本文以汽车正面碰撞为主要研究对象,采用LS-DYNA为求解器,Hypermesh和Ls-Prepost作为前后处理软件,进行汽车正面碰撞的计算机模拟。探讨了整车正面碰撞有限元建模规则,并针对计算机模拟所遇到的困难加以探讨,如网格划分、材料选择、接触问题的处理等。本文还按照相关法规的有关规定对仿真过程进行设置,完成汽车正面碰撞的仿真模拟。通过将模拟结果与相关碰撞试验结果的比较分析,证明了模型的合理性。最后,针对汽车模型存在的吸能不足的缺点进行结构改进。主要包括,薄壁结构件的截面形式、厚度、截面约束,以及变形引导结构等进行仿真模拟,找到具有较高吸能效果的薄壁构件结构形式。本文的工作对汽车碰撞安全仿真研究具有借鉴意义,所得的结论对车身结构设计和安全分析具有参考价值。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-9 第1章 绪论 9-15 1.1 课题的背景和意义 9-10 1.1.1 课题的背景 9-10 1.1.2 课题的意义 10 1.2 课题的国内外研究现状 10-12 1.2.1 课题的国外研究现状 10-11 1.2.2 课题的国内研究现状 11-12 1.3 汽车碰撞安全的研究方法 12-14 1.3.1 试验研究 12-13 1.3.2 计算机仿真研究 13-14 1.4 本文的主要工作 14-15 第2章 基本理论及相关软件介绍 15-30 2.1 汽车碰撞仿真中的有限元基本理论 15-25 2.1.1 物体变形的描述 15-17 2.1.2 汽车碰撞过程的非线性特征 17 2.1.3 单元类型及其算法 17-19 2.1.4 材料模型 19-21 2.1.5 沙漏控制 21 2.1.6 时间积分和步长控制 21-23 2.1.7 接触界面处理 23-24 2.1.8 接触摩擦力的计算 24-25 2.2 相关软件介绍 25-29 2.2.1 核心求解器LS-DYNA简介 26-27 2.2.2 有限元前处理软件Hypermesh功能简介 27-28 2.2.3 后处理软件LS-Prepost功能简介 28-29 2.3 本章小结 29-30 第3章 汽车正面碰撞的仿真分析 30-44 3.1 整车有限元模型 30-34 3.1.1 有限元模型建模 30-33 3.1.2 有限元模型的单元检查 33-34 3.2 碰撞有限元模型求解 34-38 3.2.1 整车有限元模型求解基本设置 34-37 3.2.2 包含特定信息的ASCII文件设置 37 3.2.3 整车有限元模型求解K文件输出 37-38 3.3 整车碰撞仿真结果的后处理分析 38-43 3.3.1 碰撞仿真过程分析 38-40 3.3.2 碰撞过程中的速度变化分析 40 3.3.3 碰撞过程中的加速度变化分析 40-41 3.3.4 碰撞过程中的能量变化分析 41-43 3.4 本章小结 43-44 第4章 薄壁构件变形吸能研究 44-73 4.1 薄壁构件变形吸能研究现状概述 44-45 4.2 普通薄壁直梁变形吸能研究 45-60 4.2.1 相同周长不同截面形式薄壁梁吸能比较 45-52 4.2.2 厚度对于薄壁梁吸能能力的影响 52-56 4.2.3 单元尺寸对于薄壁梁吸能能力的影响 56 4.2.4 碰撞速度对于薄壁梁吸能能力的影响 56-60 4.3 约束截面梁的变形吸能设计 60-64 4.4 变形吸能引导结构设计 64-72 4.4.1 变形引导槽 64-68 4.4.2 孔洞缺陷 68-72 4.6 本章小结 72-73 第5章 结论及展望 73-74 5.1 本文结论 73 5.2 论文展望 73-74 参考文献 74-77 致谢 77
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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车试验 > 整车试验 > 安全、冲撞、破坏试验
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