微型客車縱向碰撞仿真與耐性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院同濟(jì)同捷科技公司昆陳亮摘要]本文以某一微型客車為例,建立了碰撞幾何模型,同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院同濟(jì)同捷科技公司昆陳亮摘要]本文以某一微型客車為例,建立了碰撞幾何模型,進(jìn)行了碰撞計(jì)算機(jī)模擬,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型,,改進(jìn)結(jié)果表明改進(jìn)結(jié)果提高了汽車的被動(dòng)安全性能 微型客車碰撞仿真被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)優(yōu)化可以避免盲目性較好地節(jié)約成本縮短開(kāi)發(fā)由于微型客車在我國(guó)擁有廣泛的市場(chǎng)也是必須通過(guò)CMVDR294的主要車型之一,對(duì)于微型客車的碰撞性能的分析研究具有重大的意義。同時(shí)微型客車乘員區(qū)前部可變形區(qū)較短,碰撞吸能區(qū)域較小,客車獨(dú)有的度同時(shí) 汽車的碰撞安全性問(wèn)題是一個(gè)世界性的大問(wèn)題,而汽車的縱向碰撞是發(fā)生概率最多的一種碰撞形式,且是隨著我國(guó)碰撞安全法規(guī)的頒布實(shí)施,汽車的被動(dòng)安全性時(shí),一輛安全性能良好的汽車的前部保險(xiǎn)杠應(yīng)化解一定的沖擊力。當(dāng)沖擊力超過(guò)保險(xiǎn)杠的吸能能力時(shí),汽車車身獨(dú)有的安全艙結(jié)構(gòu)將發(fā)生作用,通過(guò)犧牲乘座室以外橫梁開(kāi)始彎曲變形,在吸收能量的同時(shí),縱梁也會(huì)按設(shè)計(jì)的要求變形吸能,但不應(yīng)后退,從而避免對(duì)乘員艙造成沖擊擠壓,同時(shí)剩余的沖擊力在車身整個(gè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)中均勻傳遞,避免乘員艙發(fā)生變形和影響車門開(kāi)啟。由于汽車碰撞問(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題,要從理論上的,采用有限元法進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算是行之有效的方 2. 本文應(yīng)用UG軟件進(jìn)行幾何建模應(yīng)用大型有限元軟件MSC.patran進(jìn)行網(wǎng)格劃分,主要采用四邊形殼單元,109888個(gè),三角形單元數(shù)量為5%。應(yīng)用前后兩級(jí)網(wǎng)格劃分方法前部主要變形區(qū)網(wǎng)格較密集5mm以提高模擬精確度;后部網(wǎng)格尺寸較前部略大,以節(jié)約計(jì)算時(shí)間,式20031?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrights此可見(jiàn)該模型的建立具有一定的準(zhǔn)確性PAM50kmCRA軟件進(jìn)行碰撞仿真分析,1此可見(jiàn)該模型的建立具有一定的準(zhǔn)確性PAM50kmCRA軟件進(jìn)行碰撞仿真分析,1257kg,1所列1B1 一般來(lái)說(shuō),一次碰撞過(guò)程過(guò)分劇烈和乘座室變形過(guò)的減速度值超過(guò)人體耐沖擊閾值而直接致人傷亡,并可碰撞事故中乘座室變形過(guò)大,傷員被困在車內(nèi),不能及司乘人員身體上的最大減速度峰值,并且要求在整個(gè)碰撞過(guò)程中必須始終保證乘座室的完整性和小變形性,這就意味著乘座室要具有一定的剛度,只能吸收極少的沖擊動(dòng)能,而大部分的沖擊動(dòng)能必須由駕駛室前部的吸能微型客車前部變形區(qū)長(zhǎng)度通常較短通過(guò)增加變形區(qū)剛度的方法可以使變形區(qū)吸收更多的能量。但是變形區(qū)剛度過(guò)高必將導(dǎo)致碰撞過(guò)程中的減速度值增加而夠撞擊動(dòng)能的前提下控制變形剛度具有重要意義。同時(shí),也要注意到過(guò)渡區(qū)剛度匹配,保證乘員區(qū)具有足夠因此,在整車前部變形區(qū)長(zhǎng)度不能增加的情況下12. 出的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行安全性評(píng)估,提出設(shè)計(jì)改進(jìn)辦法從而提高新車型滿足極高的碰撞安全性要求的成功大并且車身結(jié)構(gòu)在碰撞過(guò)程中具有材料非線性和幾何的過(guò)程中常用指標(biāo)為B柱減速度和時(shí)間歷程曲線。當(dāng)兩者之間誤差不超過(guò)20%時(shí),則認(rèn)為原始模型是正確的2為計(jì)算曲線與2可知,兩條曲線波動(dòng)趨勢(shì)和數(shù)值大小基本吻合,?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrights密度2.03×105M0.gm元件設(shè)計(jì)改良,以保證駕駛室具有足夠的變形剛度,確,他吸能元件的結(jié)構(gòu)連接方式與匹配來(lái)提高整體結(jié)構(gòu)的形模式吸收碰撞動(dòng)能3. 由試驗(yàn)結(jié)果可知元件設(shè)計(jì)改良,以保證駕駛室具有足夠的變形剛度,確,他吸能元件的結(jié)構(gòu)連接方式與匹配來(lái)提高整體結(jié)構(gòu)的形模式吸收碰撞動(dòng)能3. 由試驗(yàn)結(jié)果可知焊連接該處由于剛度較大未出現(xiàn)理想的壓潰變形因此減小了縱梁的吸能能力使整車加速度峰值過(guò)高。車門框變形量大3為車門框變形圖。此微型車不能滿足碰撞法規(guī)的要求3,3. 在汽車發(fā)生碰撞時(shí)汽車絕大部分的能量必須由前縱梁通過(guò)潰縮變形來(lái)吸收以保證車身覆蓋件向車內(nèi)的侵入位移不致于過(guò)大。因此必須對(duì)該車的縱梁進(jìn)行改進(jìn)。為使縱梁以理想的屈曲形式壓潰變形,減小橫向圓管材料厚度的方法來(lái)減小縱梁局部剛度,本文結(jié)合具體車型,將實(shí)車試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬和理論分析相結(jié)合,對(duì)汽車局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),大大提高了.梁的部位上下開(kāi)誘導(dǎo)口使誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生應(yīng)力集中而使縱梁在橫向圓管處產(chǎn)生壓潰變形使縱梁以可控方式進(jìn)行理想的壓潰吸能,提高縱梁吸能能力,降低一次碰撞減速度峰值。在縱梁吸能能力提高的同時(shí),車門框剛度以減小門框變形 從改進(jìn)前后加速度曲線對(duì)比圖圖4)和車門框變形位移曲線對(duì)比圖(圖5)可以得出:整車加速度峰值降4