資源描述：
《基于仿生學(xué)的汽車低速吸能盒研究》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。
1、基于仿生學(xué)的汽車低速吸能盒研究ResearchontheLow-speedCrashBoxofAutomobileBasedonBionics作者姓名：彭杰專業(yè)名稱：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程指導(dǎo)教師：馬云海教授學(xué)位類別：工學(xué)碩士答辯日期：2015年6月3日摘要基于仿生學(xué)的汽車低速吸能盒研究安全性問題一直是汽車發(fā)展的核心技術(shù)。我國交通系統(tǒng)中人、車、路和環(huán)境復(fù)雜多變，是世界上典型的以混合交通為主的國家，尤其在城市道路中，交通秩序亂、人車密集繁雜、車輛速度低、通行能力差，導(dǎo)致汽車交通事故的不斷增多，主要表現(xiàn)為低速碰撞。為提高汽車低
2、速碰撞時(shí)的安全性能，本文主要對低速吸能盒進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，依據(jù)動(dòng)物關(guān)節(jié)處的緩沖吸能特性，并通過對剪切增稠液的流變學(xué)特性研究，運(yùn)用功能仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)仿生低速吸能盒。旨在為未來研究汽車被動(dòng)安全尤其是碰撞安全提供新的設(shè)計(jì)思路、理論參考和方法依據(jù)。通過對淀粉分散體系的流變學(xué)研究，得到隨著剪切速率的變大，體系粘度先降低后上升，表現(xiàn)為剪切稀化和剪切增稠行為，這是由于體系內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的變化引起的。而且粘度與濃度呈正相關(guān)性，因?yàn)闈舛仍酱?，顆粒與分散介質(zhì)間的作用力變大。溫度對體系的臨界剪切速率影響較大，且溫度越高，臨界剪切速率越大，這
3、是由于溫度升高導(dǎo)致內(nèi)能增加。由于角頻率的增大會(huì)導(dǎo)致顆粒與水分子之間氫鍵會(huì)產(chǎn)生斷裂，因此，造成了體系動(dòng)態(tài)臨界剪切應(yīng)力變大。通過對淀粉顆粒的粒徑觀察和微觀形貌分析，討論了其增稠的機(jī)理和內(nèi)部因子的影響。當(dāng)剪切速率或應(yīng)力較低時(shí)，原本穩(wěn)定的內(nèi)部體系被慢慢瓦解，造成粘度值減??；當(dāng)達(dá)到體系的臨界剪切速率或應(yīng)力時(shí)，體系作用力會(huì)抵消顆粒間相互作用力，此時(shí)粘度達(dá)到最小值。當(dāng)剪切速率或應(yīng)力進(jìn)一步增大，流體作用力會(huì)誘導(dǎo)獨(dú)立的淀粉顆粒團(tuán)聚體生成粒子簇，體系出現(xiàn)增稠行為。利用非線性有限元模擬的方法，著重分析和討論了吸能盒在碰撞過程中不同因素對
4、吸能盒緩沖吸能性能的影響。得到了在截面形狀分別為矩形、正四邊形、正六邊形、正八邊形和圓形時(shí)各評價(jià)參數(shù)的值，綜合最大加速度、最大撞擊載荷和比吸能三個(gè)參數(shù)，以圓形截面結(jié)構(gòu)模型為研究對象，討論了壁厚為1.0mm、1.2mm和1.5mm時(shí)對吸能盒緩沖吸能性能的影響。最后分析了不同的破壞模式下吸能盒能量耗散和分散途徑。通過落錘沖擊試驗(yàn)對比了仿生吸能盒和普通吸能盒的緩沖吸能特性，并以撞擊載荷、I加速度和比吸能作為綜合評價(jià)參數(shù)指標(biāo)。得出填充剪切增稠液的仿生吸能盒具有比普通吸能盒更高的緩沖吸能性，相對提高吸能效率19.2%，而且形
5、變位移也較減少了22.8%。并根據(jù)其破壞形式將沖擊過程分為彈性變形和屈曲區(qū)。關(guān)鍵詞：被動(dòng)安全，低速吸能盒，剪切增稠液，緩沖吸能，仿生學(xué)IIAbstractResearchontheLow-speedCrashBoxofAutomobileBasedonBionicsSafetyhasbeenacoretechnologyofautomotivedevelopment.China'stransportsystemhuman,vehicle,roadandenvironmentalcomplex,istheworld'
6、stypicalmixedtrafficdominatedcountry,especiallyinurbanroadtrafficorderchaos,peopleandvehiclesdensecomplex,lowvehiclespeeds,poorcapacityTherefore,thegrowingnumberofcaraccidents,mainlyforlow-speedcollisions.Inordertoimprovethesafetyperformanceofthecaratlowspeedc
7、ollision,thepaperfocusesonlow-energyabsorptioncassettesstructuraloptimization,basedonanimaljointscushionenergyabsorptioncharacteristics,andbystudyingtherheologicalpropertiesofshearthickeningfluid,usingfunctionalbionicPrinciplesoflow-energy-absorbingdesignbioni
8、cbox.Futureresearchaimedatcarcrashsafetyandpassivesafety,especiallydesignedtoprovidenewideas,theoriesandmethodsinaccordancewiththereference.Rheologicalexperimentsshowthat,withthesh
