基于碰撞力传递的SUV耐撞性研究

基于碰撞力传递的SUV耐撞性研究

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文集编号: 2015012305673

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文档介绍

在汽车工业迅速发展的今天,车辆安全性越来越受到人们的重视,成为人们购车时考虑的重要因素之一。开展汽车安全性研究,提高车辆耐撞性,是我国汽车行业研究的重要课题。SUV由于车内空间大,动力性和通过性较好,近年来已成为城市主流车型之一。虽然SUV有着庞大的身躯和相对坚固的车身,但是并非所有车型都具有良好的碰撞安全性。特别是本文研究的SUV是承载式车身结构,在正面碰撞过程中,纵梁中段在预留车轮最大转弯半径的包络面处过早地弯折,且纵梁末端的防火墙处过早地出现严重变形,纵梁不能在有限的变形范围内吸收足够的碰撞能量,将会导致前机舱部件侵入乘员舱,增加乘员的损伤风险。本文通过对参考文献和前人工作的研究与总结,简要地介绍了轴对称压溃的碰撞力计算,及基于“等效双梯形波”设计理念和能量守恒的碰撞力计算,量化汽车碰撞中碰撞力的概念。从最优化碰撞力传递和提高整车结构耐撞性的改进思路,提出了三种改进方案,方案一在A柱和前围板之间焊接二点式支架,增加纵梁末端的局部支撑力;方案二在其二者之间焊接三点式支架,将来自纵梁末端的碰撞力引向门槛梁;方案三在其二者之间焊接四点式支架,增强防火墙局部刚度,改善纵梁末端碰撞力传递路径。根据某SUV的CAD模型和整车建模标准,运用HYPERMESH和LS-DYNA有限元仿真软件建立了整车SUV有限元模型。根据C-NCAP试验条件的规定,进行正面100%刚性壁碰撞、正面40%偏置碰撞和可移动壁障侧面碰撞的有限元仿真研究。在两种正面碰撞仿真中,从加速度峰值、关键部件变形、纵梁吸能比例、防火墙侵入量、两踏板在X、Z方向上的最大侵入量,及A柱和门槛的碰撞力传递变化等多角度,对该SUV结构耐撞性进行分析。并进行可移动壁障侧面碰撞的仿真研究,从整车的变形情况、B柱内外板的侵入速度和最大侵入量、座椅骨架的应力、地板的变形、车门的变形等角度,与原车模型的耐撞性进行对比分析。研究表明,所提出的改进方案,尤其是方案三的case5,在正面碰撞中,能够有效地改善纵梁碰撞力的传递路径,减少防火墙和两踏板的侵入量,降低B柱加速度峰值等;在侧面碰撞仿真中,能够满足开发车型B柱内板最大侵入速度和最大侵入量等预期工程要求。改进后,前纵梁在正面碰撞中发生稳定的褶皱变形,是实现碰撞加速度设计目标的保证,提高了整车结构耐撞性,有利于驾乘人员的保护。本文所提出的改进方法是适用而有效的,具有重要的工程实用意义和价值。

文档标签: 应用力学
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