資源描述：
《汽車(chē)吸能盒正面碰撞的有限元分析及優(yōu)化.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類(lèi)號(hào)密級(jí)汽車(chē)吸能盒正面碰撞的有限元分析及優(yōu)化研究生姓名：熊凱旋指導(dǎo)老師姓名、職稱(chēng)：熊勇剛教授學(xué)科專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程研究方向：運(yùn)載裝備及關(guān)鍵件設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用二〇一八年六月八日摘要汽車(chē)吸能盒作為汽車(chē)保險(xiǎn)杠內(nèi)重要的吸能裝置，也是汽車(chē)被動(dòng)安全的重要組成，在汽車(chē)發(fā)生低速碰撞時(shí)能夠有效的吸收碰撞動(dòng)能，從而來(lái)保障乘員與車(chē)輛的安全。在汽車(chē)發(fā)生正面碰撞時(shí)因各種原因不能達(dá)到100%的正面碰撞。因此，本文運(yùn)用非線性有限元LS-DYNA仿真軟件在汽車(chē)的正面低速碰撞出現(xiàn)角度偏差的情況下對(duì)某型號(hào)吸能盒進(jìn)行碰撞仿真模擬分析。汽車(chē)碰撞是瞬態(tài)復(fù)雜的物理過(guò)程，涉及大變形和大位移及沖擊載荷，
2、為非線性動(dòng)力問(wèn)題，沖擊載荷與接觸在汽車(chē)碰撞過(guò)程中是一動(dòng)態(tài)接觸問(wèn)題，影響著分析的全過(guò)程。本研究采用有限元軟件LS-DYNA對(duì)吸能盒碰撞進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析，對(duì)碰撞沖擊過(guò)程采用顯式動(dòng)力計(jì)算理論進(jìn)行求解，其求解碰撞問(wèn)題利用中心差分法離散時(shí)間域。采用顯式中心差分法。本文選取某型號(hào)吸能盒，通過(guò)落錘沖擊試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)比LS-DYNA仿真軟件的碰撞仿真分析結(jié)果，驗(yàn)證了LS-DYNA軟件仿真的可行性與仿真結(jié)果的可靠性。然后考慮到汽車(chē)正面低速碰撞的角度偏差問(wèn)題，提出幾種不同尺寸結(jié)構(gòu)的吸能盒，考慮正面碰撞角度偏差出現(xiàn)0°，10°，20°時(shí)進(jìn)行碰撞仿真模擬，在確保吸能盒在
3、正面碰撞過(guò)程中能夠吸收一定能量的基礎(chǔ)上，當(dāng)汽車(chē)的碰撞角度發(fā)生偏差時(shí)也能夠使吸能盒具有良好的吸能效果，保障車(chē)輛與乘員的安全。并通過(guò)定義目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)及仿真研究進(jìn)行吸能盒的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到優(yōu)化后吸能盒的碰撞吸能數(shù)值及碰撞角度變化時(shí)碰撞吸能的變化情況，從而得出具有最佳吸能性能吸能盒的設(shè)計(jì)變量，即吸能盒壁厚3mm、長(zhǎng)200mm、邊數(shù)為6，此結(jié)構(gòu)下在碰撞角度偏差0°，10°，20°時(shí)其T值最小。同時(shí)考慮到汽車(chē)碰撞時(shí)速度的提高，提出一種新型的吸能盒結(jié)構(gòu)I設(shè)計(jì)，以此在中高速汽車(chē)碰撞的情況下吸能盒也能發(fā)揮一定的吸能作用，保障車(chē)輛與乘員的安全。本文的研究?jī)?nèi)容能夠?yàn)槠?chē)廠家的
4、設(shè)計(jì)提供一定的參考意義。關(guān)鍵詞：汽車(chē)碰撞，吸能盒，LS-DYNA，落錘沖擊，角度偏差，目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)IIABSTRACTAsanimportantenergy-absorbingdeviceinacarbumper,anautomotiveenergy-absorbingboxisalsoanimportantcomponentofpassivesafetyofautomobiles.Itcaneffectivelyabsorbcollisionkineticenergywhenacarcrashesatalowspeed,therebyensuring
5、thesafetyofoccupantsandvehicles.Whenacarexperiencesafrontallowspeedcollision,itcannotachievea100%frontalcollisionduetovariousfactors.Therefore,thenonlinearfiniteelementLS-DYNAsimulationsoftwareisusedtosimulateandanalyzecertaintypeofenergy-absorbingboxundertheconditionthatthefron
6、tallow-speedcollisionoccurswiththeangledeviation.Carcollisionisatransientandcomplicatedphysicalprocess,involvinglargedeformation,largedisplacementandimpactload.Itisanonlineardynamicproblem.Impactloadandcontactaredynamiccontactproblemsintheprocessofcarcollisionandaffectthewholepr
7、ocessofanalysis.Inthisstudy,finiteelementsoftwareLS-DYNAwasusedtoperformdynamicsimulationanalysisofthecrashoftheenergy-absorbingbox.Thecollisionimpactprocesswassolvedbytheexplicitdynamiccalculationtheory.Thecollisionproblemwassolvedusingthecenterdifferencemethoddiscretetimedomai
8、n.Usingtheexplicitcenterdifferencemethod,themot
