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基于行人保护的汽车引擎罩改进研究

作　者: 陈波
导　师: 王辉
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 机械制造及自动化
关键词: 汽车引擎罩行人保护碰撞仿真参数优化
分类号: U463.833
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 136次
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内容摘要

随着我国汽车数量的不断增加,人车碰撞事故的数量也显著增加。行人由于缺乏必要的保护措施,因此在交通事故中极易受到伤害。在各种伤害形式中,行人大腿损伤占有很大的比例。大量研究表明,汽车引擎罩是造成行人大腿损伤的主要部件之一。因此,提高汽车引擎罩的行人保护性能,对于减少行人的腿部损伤具有重要的意义。本文的主要研究内容包括：首先,根据EEVC子系统试验要求,建立了行人大腿撞击器和汽车引擎罩的有限元模型,并按照欧盟行人保护法规的相关要求,对行人大腿撞击器模型进行了验证试验,结果表明模型的力学响应符合法规要求,可用于后续的仿真试验。其次,应用HyperStudy软件的优化分析模块,对汽车引擎罩的内板厚度、外板厚度、倾斜角度、碰撞位置以及材料等参数进行了优化分析,获得了各参数对行人大腿损伤的影响规律。再次,选取引擎罩内板厚度、外板厚度、倾斜角度以及材料的屈服强度作为研究对象,并利用全因子实验设计方法对这些参数进行分组实验。运用极差方法分析实验结果,得出了各参数对行人大腿损伤影响的主效应,以及各参数间的交互效应。最后,基于多项式响应面法、移动最小二乘法以及Kriging法建立了人车碰撞的近似数学模型。分析了三种模型的拟合精度,并对精度最高的Kriging模型进行了优化计算。对优化前后结果进行了对比分析,结果表明优化后汽车引擎罩的行人保护性能有了很大程度的提高。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-21
  1.1 课题的研究目的和意义  11-12
  1.2 课题的研究现状  12-15
    1.2.1 国内研究现状  13
    1.2.2 国外研究现状  13-15
  1.3 行人保护法规  15-20
    1.3.1 国外行人保护法规  16-19
    1.3.2 国内行人保护法规  19-20
  1.4 课题的主要内容  20-21
第2章损伤生物力学及显式非线性有限元理论  21-31
  2.1 损伤生物力学  21-24
    2.1.1 损伤生物力学的研究内容  21
    2.1.2 行人大腿损伤机理及耐受限度  21-23
    2.1.3 行人大腿损伤的评价标准  23-24
  2.2 显式非线性有限元特征  24-28
    2.2.1 几何非线性  24-25
    2.2.2 材料非线性  25-27
    2.2.3 接触非线性  27-28
  2.3 非线性方程求解及稳定性问题  28-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章行人大腿撞击器有限元模型的建立及验证  31-42
  3.1 EEVC子系统试验介绍  31-32
  3.2 行人大腿撞击器有限元模型的建立  32-39
    3.2.1 建模平台  32
    3.2.2 几何模型  32-35
    3.2.3 网格划分  35-36
    3.2.4 材料选择  36-37
    3.2.5 接触定义  37
    3.2.6 时间步长控制  37-38
    3.2.7 输出设置  38-39
  3.3 行人大腿撞击器模型的验证  39-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章人车碰撞中行人大腿损伤影响因素分析  42-68
  4.1 人车碰撞仿真分析总述  42-48
    4.1.1 分析流程  42-43
    4.1.2 参数设置  43-44
    4.1.3 初始模型分析  44-48
  4.2 汽车引擎罩参数分析  48-58
    4.2.1 不同的外板厚度  50-52
    4.2.2 不同的内板厚度  52-53
    4.2.3 不同的倾斜角度  53-54
    4.2.4 不同碰撞位置  54-56
    4.2.5 不同的内外板材料  56-58
  4.3 参数影响显著性分析  58-66
    4.3.1 实验设计  58-62
    4.3.2 结果分析  62-66
  4.4 本章小结  66-68
第5章基于近似模型的汽车引擎罩改进研究  68-80
  5.1 数学模型的建立  68-69
  5.2 拉丁超立方实验设计  69-71
  5.3 行人与汽车引擎罩碰撞的近似数学模型建立  71-78
    5.3.1 多项式响应面近似模型  71-75
    5.3.2 移动最小二乘法近似模型  75-77
    5.3.3 Kriging近似模型  77-78
  5.4 近似数学模型检验  78-79
  5.5 本章小结  79-80
结论  80-82
参考文献  82-88
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  88-89
致谢  89

基于行人保护的汽车引擎罩改进研究

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