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基于有限元的轿车正面碰撞恢复系数研究
作 者: 彭涛
导 师: 许洪国
学 校: 吉林大学
专 业: 交通环境与安全技术
关键词: 事故再现 恢复系数 正面碰撞 有限元 仿真
分类号: U467.14
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
汽车碰撞恢复系数是描述弹塑性碰撞的一种量标,表明“碰撞对体”在碰撞方向上的弹塑性特征。在交通事故再现中经常需要利用恢复系数来计算碰撞事故参数,并且把恢复系数作为事故再现的控制和校验标准。论文利用实车碰撞试验的相关数据,采用简化碰撞模型及碰撞实验,全面分析了材料性质、碰撞相对速度大小和方向、碰撞部位结构及碰撞体形状对恢复系数的影响。在汽车正面碰撞简化模型的基础上,提出了汽车正面碰撞恢复系数的计算模型公式以及车—车与车—刚性壁正面碰撞恢复系数关系模型。利用动态非线性有限元分析软件HyperMesh及LS-DYNA建立了轿车正面碰撞刚性壁模型,通过计算机仿真分析碰撞速度及加速度随时间的变化曲线,得到正面碰撞刚性壁恢复系数随碰撞相对速度的变化规律,建立了相应的恢复系数计算模型。基于PC-CRASH对事故进行再现得到的相关数据,分析了轿车与轿车及轿车与刚性壁正面碰撞的恢复系数关系,利用典型事故案例验证了恢复系数模型的有效性。综上所述,论文在建立数学模型、分析碰撞试验数据的基础上,重点通过有限元建模,利用计算机仿真分析了轿车正面碰撞恢复系数,并与基于PC-CRASH的统计数据进行了对比分析,建立并验证了轿车正面碰撞恢复系数模型,从而很好地克服了单纯依据实车碰撞试验和简化数学模型时,在效率及准确性上的不足,为碰撞恢复系数理论的深入和系统研究提供了一种新的、有效的方法和手段。
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全文目录
提要 4-7 第1章 绪论 7-12 1.1 研究背景 7-8 1.2 国内外研究现状 8-10 1.3 研究的目的及意义 10-11 1.4 研究的主要内容和方法 11-12 第2章 汽车正面碰撞恢复系数理论研究 12-27 2.1 恢复系数的定义及影响因素 12-16 2.1.1 恢复系数的定义 12-13 2.1.2 恢复系数的影响因素 13-16 2.2 汽车正面碰撞基本理论及规律 16-20 2.2.1 汽车碰撞过程 16-17 2.2.2 汽车碰撞基本理论 17-18 2.2.3 汽车正面碰撞基本规律 18-20 2.3 汽车正面碰撞恢复系数理论推导 20-26 2.3.1 汽车正面碰撞等效模型 20-22 2.3.2 汽车正面碰撞恢复系数计算模型 22-25 2.3.3 车-车与车-刚性壁正面碰撞恢复系数关系模型 25-26 2.4 本章小结 26-27 第3章 汽车碰撞有限元分析基础理论 27-35 3.1 汽车碰撞动态非线性有限元算法 27-30 3.1.1 拉格朗日法描述 27-29 3.1.2 有限元方程和空间有限元离散 29-30 3.2 汽车碰撞过程非线性特征 30-34 3.2.1 材料非线性 30-31 3.2.2 几何非线性 31-32 3.2.3 接触非线性 32-34 3.3 本章小结 34-35 第4章 轿车正面碰撞刚性壁有限元建模 35-49 4.1 整车有限元模型 36-43 4.1.1 整车几何模型 36-38 4.1.2 汽车碰撞有限元网格 38-40 4.1.3 连接方式设定 40-42 4.1.4 模型材料及属性定义 42-43 4.2 刚性壁建模 43-45 4.2.1 刚性壁几何模型 43 4.2.2 从节点 43-45 4.3 接触界面处理 45-46 4.4 载荷和约束及求解参数设置 46-48 4.4.1 载荷和约束 46 4.4.2 求解参数设置 46-48 4.5 本章小结 48-49 第5章 轿车正面碰撞恢复系数模型 49-62 5.1 轿车正面碰撞刚性壁有限元模型的验证 49-50 5.2 轿车正面碰撞刚性壁仿真分析 50-54 5.2.1 载荷和约束及求解控制参数 50 5.2.2 轿车正面碰撞刚性壁仿真 50-53 5.2.3 轿车正面碰撞刚性壁恢复系数分析 53-54 5.3 轿车正面碰撞恢复系数模型 54-58 5.4 典型事故案例验证 58-60 5.5 本章小结 60-62 第6章 全文总结与展望 62-64 6.1 全文总结 62 6.2 研究展望 62-64 参考文献 64-68 附录 68-71 致谢 71-72 摘要 72-74 Abstract 74-75
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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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