轎車(chē)側(cè)面柱碰撞的耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、汽車(chē)側(cè)面碰撞包括車(chē)對(duì)車(chē)和車(chē)對(duì)障礙物兩種碰撞形式,它是造成乘員重傷和死亡的主要交通事故形態(tài)。在車(chē)輛交通事故中,車(chē)輛與柱狀物的側(cè)面碰撞作為一種特殊的側(cè)面碰撞形式,往往能導(dǎo)致乘員的嚴(yán)重傷害,因此有必要對(duì)側(cè)面柱碰撞進(jìn)行研究。要提高轎車(chē)在側(cè)面柱碰撞中的耐撞性能,車(chē)身側(cè)圍作為重要的側(cè)面結(jié)構(gòu),是承受側(cè)面碰撞力的主要部件。其侵入量、侵入速度和變形模式對(duì)乘員的損傷有著直接的關(guān)系。因此理想的車(chē)輛側(cè)圍匹配,在一定程度上能夠有效地降低側(cè)面柱碰撞中乘員的損傷。<

2、br>　　 針對(duì)車(chē)輛側(cè)面柱碰撞,本文采用了代理模型理論與之相應(yīng)的優(yōu)化方法,結(jié)合現(xiàn)有的碰撞仿真分析軟件,提出了針對(duì)汽車(chē)碰撞安全性的優(yōu)化方法和優(yōu)化流程。通過(guò)控制車(chē)體的加速度和B柱在乘員正常坐姿胸部同高度處的腰線位置侵入量,以達(dá)到在側(cè)面柱碰撞中對(duì)乘員胸部保護(hù)的側(cè)面結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)的目標(biāo)值。
　　 本文首先基于碰撞仿真基本理論和人體損傷機(jī)理分析了實(shí)際碰撞中車(chē)輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和乘員響應(yīng)特性。然后按照歐洲側(cè)面柱碰撞法規(guī),構(gòu)建了車(chē)輛側(cè)面柱碰撞仿真

3、模型并進(jìn)行有效性驗(yàn)證,同時(shí)對(duì)其側(cè)面柱碰撞結(jié)構(gòu)安全性能進(jìn)行了簡(jiǎn)要的評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn),對(duì)改進(jìn)前后的整車(chē)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、系統(tǒng)能量響應(yīng)、側(cè)圍結(jié)構(gòu)變形特性和侵入量等方面進(jìn)行了深入的對(duì)比分析,進(jìn)一步揭示側(cè)面柱碰撞的碰撞特性。
　　 在改進(jìn)的車(chē)型基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和綜合平衡法,以車(chē)體加速度峰值和B柱最大侵入量為評(píng)價(jià)指標(biāo),以車(chē)身側(cè)圍部件的材料為設(shè)計(jì)變量,使用靈敏度分析評(píng)估各部件材料對(duì)目標(biāo)值的顯著度,利用綜合平衡分析進(jìn)行了最優(yōu)方

4、案的選擇。接著在拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上構(gòu)建了整車(chē)Kriging近似模型,最后利用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)部件的厚度參數(shù)進(jìn)行了剛度的優(yōu)化匹配。
　　 研究結(jié)果表明:針對(duì)成熟的車(chē)身結(jié)構(gòu),欲提高其側(cè)面柱碰撞結(jié)構(gòu)安全性能,最有效的方法是在保證不影響其部件原有功能的情況下合理進(jìn)行相關(guān)匹配;利用近似模型代替有限元模型進(jìn)行柱碰撞車(chē)身耐撞性分析和優(yōu)化是可行有效的,同時(shí)提高了計(jì)算效率和降低了生產(chǎn)成本;通過(guò)對(duì)側(cè)圍各組成部件的材料匹配和厚度優(yōu)化可以控制加速