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《基于FEM的鋁制吸能盒結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、工具技術(shù)基于FEM的鋁制吸能盒結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)陳宇，紀(jì)寶鋼，鐘金發(fā)，熊杰，黃浩南，董萬鵬上海工程技術(shù)大學(xué)摘要：相比鐵制吸能盒，鋁制吸能盒在保證各項(xiàng)指標(biāo)的同時(shí)減輕了重量?；谟邢拊乃枷耄柚?jì)算機(jī)進(jìn)行CAE分析，成功設(shè)計(jì)出一款吸能性能較好的鋁制吸能盒。運(yùn)用CAE平臺(tái)技術(shù)，相比傳統(tǒng)的人工計(jì)算更加快捷，模擬效果更直觀。CAE技術(shù)不僅提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，還降低了試驗(yàn)的成本。設(shè)計(jì)過程中以吸能盒模型的橫截面形狀為變量，用UG軟件建立吸能盒的初始模型。通過對(duì)9種不同橫截面形狀的單腔吸能盒進(jìn)行虛擬試驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果表明以六邊形搭配圓形的橫截面的吸能效果最佳。關(guān)鍵詞：吸
2、能盒；低速碰撞；CAE；結(jié)構(gòu)優(yōu)化中圖分類號(hào)：TG659；TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AStructureOptimizationDesignofAluminumAlloyCrushBoxBasedonFEMChenYu，JiBaogang，ZhongJinfa，XiongJie，HuangHaonan，DongWanpengAbstract：Comparedwithironcrushbox，thealuminumalloycrushboxwouldgetmuchlighterWitheachqualifyin—dex．BasedonFEMandCAE，
3、Itmadesanaluminumalloycrushboxsuccessfullywhichabsorbedenergyeffectively．ThemethodassistedbyCAE，finishtheassignmentmoreefficientlyandgetthemoreintuitiveresult．Moreover，itnotonlysoarthedegreeofaccuracy，buteconomizethecostofexperiment．Duringtheperiodofdesign，settheshapeofcrosss
4、ectionastheonlyvariable．Bycomputeraiddesign，design9models，eachofthemhavedifferentcrosssection．Andthencalculatethembycomputer．Finally，itgetstheconclusionthatthebestmodeloftheexperimentisthemodel1aftercomparingandanalyzingtheresult．Keywords：crushbox；lowspeedcrash；CAE；structureo
5、ptimization1引言2鋁合金吸能盒截面形狀確定上世紀(jì)90年代，汽車開始進(jìn)入日常生活，汽車2．1影響吸能效果的因素開始向著輕量化、平民化改變_】J。提高汽車的安全影響吸能盒的吸能值的因素較多，主要有吸能性是個(gè)非常重要的問題。本文研究汽車安全構(gòu)件中盒的材料、長(zhǎng)度、腔體個(gè)數(shù)、內(nèi)部填充物的材質(zhì)、誘導(dǎo)的吸能盒，對(duì)其橫截面形狀進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。槽以及橫截面的形狀J。通過設(shè)計(jì)不同的截面形狀，得到吸能值最高的吸能按照吸能盒內(nèi)外部腔體的輪廓的特點(diǎn)將試驗(yàn)分盒，以此提高吸能盒的吸能效果，從而減少車禍對(duì)車成三組：第一組是以圓管為中心腔體搭配三種不同體的損壞，提
6、高駕乘人員的安全。的多邊形腔體，得出吸能值最高的多邊形外腔；第二充分借助計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，通過查閱相關(guān)的CAE組是以連接板不同的組合形式來探究連接板對(duì)吸能資料j，使用UG來對(duì)吸能盒進(jìn)行橫截面形狀的優(yōu)效果的影響；第三組變換了中心腔體的橫截面形狀化。由于成形設(shè)備和技術(shù)的局限性，根據(jù)力學(xué)原理來搭配外部不變的四邊形腔體，探究吸能值最高的設(shè)計(jì)出理想的備選吸能盒模型?；贔EM的思想，中心腔體形狀。簡(jiǎn)化模型，對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格處理。設(shè)定載荷和約束2．2橫截面形狀的確定等外界環(huán)境，借助CAE的求解器求解出模型的應(yīng)力如圖1所示，結(jié)合已有的研究結(jié)果J，確定吸值和位移值。用
7、這兩項(xiàng)指標(biāo)來表征吸能盒吸能值的能盒的尺寸范圍?？刂莆芎械母叨葹閘OOmm，橫高低，以得到最優(yōu)模型?？偨Y(jié)歸納出影響吸能值大截面最大長(zhǎng)度為80mm，橫截面的寬度為80mm，壁小的可能因素，為吸能盒的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。厚則固定為2mm。為了防止應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)1mm的圓倒角。由于鋁制吸能盒一般通過擠壓技術(shù)成形，所以考慮其成形難易程度，最終設(shè)計(jì)出9種截面形狀的基金項(xiàng)目：上海市級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(cs1305004)收稿日期：2014年6月鋁合金吸能盒，其簡(jiǎn)圖如圖2所示。對(duì)這9種截面2015年第49卷No．145進(jìn)行CAE模擬，以確定吸能效果最佳的橫截面可以
8、有效防止氧化腐蝕；④鋁的力學(xué)性能在低溫狀形狀。態(tài)下能保持不變，可以保證吸能盒在惡劣的氣候下也能正常的發(fā)揮吸能作用，保證汽車的安全；⑤廢料
