城市电动客车侧面碰撞安全性研究

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1、分类号:U27;U461071-2015122046硕士学位论文城市电动客车侧面碰撞安全性研究李凌伊导师姓名职称刘晶郁教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月28日学位授予单位长安大学ResearchonsideimpactsafetyofelectricbusinCityADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiLingYiSupervisor:Prof.LiuJingyuChang’anUniver

2、sity,Xi’an,China摘要随着我国电动客车保有量逐渐增大，为了减轻乘员的伤亡，电动客车的安全性不容忽视。电动客车在运行过程中发生碰撞事故时，会使动力电池组发生窜动、挤压和爆炸等危险工况，从而会对乘员造成一定的电伤害和化学伤害。鉴于目前国内还没有成型的标准用于电动客车侧面碰撞评价指导，因此研究其侧碰安全性意义重大，不仅可以指导企业车身设计，而且还有利于相关法规的制订。本文基于某全承载式城市电动客车结构参数及其三维模型，参考并结合了国内外相关侧碰法规，通过Hypermesh建立其侧面刚性柱碰撞及两种不同质量的MDB障壁车碰

3、撞有限元分析模型并提交至LS-DYNA进行仿真计算，通过分析碰撞过程中的能量响应特性及质量变化情况验证了三种碰撞模型的稳定性和有效性。以整车被动安全性为研究目标，对比分析了三种侧面碰撞工况下的整车位移云图、各总成吸能情况及成员生存空间侵入量，结果表明右侧围骨架及底架为主要变形吸能部件，在980kg障壁车侧碰工况下整车车身变形较小，但在侧面柱碰及1810kg障壁车侧碰工况下电动客车整车车身变形较大，乘员生存空间遭到严重入侵，电动客车无法实现自我保护。以电池组电安全性为研究目标，分析了三种侧面碰撞工况下电池箱体吸能情况、挤压变形量及

4、相对跳动极值。结果表明侧面柱碰工况下电池箱体挤压变形量较大，有起火和爆炸的可能性。在三种侧碰工况下电池箱体相对跳动量均较大，乘员有受到电化学伤害的的可能性。以电动客车在三种侧碰工况下的车身安全隐患及电池组电安全隐患为研究目标，通过在采取高强度钢、增加吸能管件、增加壁厚以及增设防撞梁等措施对城市电动客车进行结构优化。优化后的仿真结果表面客车各总成吸能速率的明显提高，车身变形和骨架入侵情况得到了改善，电池箱体挤压变形量及相对跳动量降低，验证了方案的有效性。关键词：城市电动客车；有限元分析；侧面碰撞；电池箱体；结构优化iAbstrac

5、tWiththeincreasingnumberofelectricbusesinChina,thesafetyofelectricbusescannotbeignoredinordertoreducecasualties.Whenacollisionaccidentoccursduringtheoperationofanelectricbus,itwillcausethebatterypacktomove,squeezeandexplodedangerousconditions,whichwillcauseacertainel

6、ectricaldamageandchemicaldamagetothecrew.Itisofgreatsignificancetostudythesideimpactsafetyoftheelectricbus,becausethereisnoformingstandardinChinaatpresent.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythesafetyofthesideimpact,anditcannotonlyguidethedesignofthebodyoftheente

7、rprise,butalsobebeneficialtotheformulationoftherelevantregulations.Basedonthestructuralparametersandthreedimensionalmodelofafullyloadedcityelectricbus,thispaper,referringtoandcombiningtherelevantlawsandregulationsathomeandabroad,establishesitssiderigidcolumncollision

8、andtwodifferentmassMDBbarriervehiclecollisionfiniteelementanalysismodelsandsubmitstoLS-DYNAtosimulatethecollisionprocess,throughthe