针对行人头部保护的复合材料发动机罩盖优化设计

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1、学校代码：10225学号：S18247学位论文针对行人头部保护的复合材料发动机罩盖优化设计王艺群指导教师姓名：都雪静副教授东北林业大学申请学位级别：硕士学科专业：载运工具运用工程论文提交日期：2018年04月论文答辩日期：2018年06月授予学位单位：东北林业大学授予学位日期：答辩委员会主席：论文评阅人：UniversityCode：10225RegisterCode：S18247DissertationfortheDegreeofMasterOPTIMIZATIONDESIGNOFCOMPOSITE

2、ENGINEHOODFORPEDESTRIANHEADPROTECTIONCandidate:WangYiqunSupervisor:DuXuejingAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:VehicleOperationEngineeringDateofOralExamination:June,2018University:NortheastForestryUniversity摘要摘要行人保护作为汽车安全的一部分，在全世界越来越受到重视，据统计，在所有的

3、行人汽车碰撞事故中，头部致死出现的比例占到64%，其中18%的伤害都直接与发动机罩盖有关。因此，开展行人头部的研究是极为必要的。为了提高发动机罩盖在碰撞中对行人头部的保护效果，本文提出一种长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖，该材料凭借优异的性能和轻量化效果，目前在汽车上已经广泛的应用。应用有限元理论，按照EEVCWG17要求，采用前处理ANSA软件建立头型冲击器的有限元模型；应用CATIA软件创建某款电动轿车3D模型，去除对头部伤害没有影响的其他部分，建立汽车的有限元模型；按照欧盟法规的要求，定义头型

4、冲击器的撞击速度和角度，应用LS-DYNA对选择的碰撞危险点进行撞击分析；分析钢制发动机罩盖的头部损伤值，结果表明：原发动机罩盖在铰链处、翼子板处、发动机罩盖与前风挡处、悬架减震器上方的头部碰撞损伤值都偏高，属于危险点。分析复合材料基本力学基础和结构特点，长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的结构形式和几何形状；对影响HIC（头部损伤值）的影响因素进行分析，并采用3因3素、2水平的正交试验设计法，选用L4(2)正交表，探究3因素对HIC值的影响，通过直观分析、极差分析，获得了最优的试验方案。建立头型冲击

5、器撞击复合材料发动机罩盖的有限元模型，得出碰撞点的头部损伤值，在相同的碰撞点处复合材料发动机罩盖的头部损伤值相对安全。对于HIC值仍然高于1000的危险点，采用局部结构优化的方案进行改进，最后得到整体的改进方案。改进后的长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的质量相比原来降低51.5%；对长玻纤增强聚丙烯复合材料的发动机罩盖的静态刚度进行分析，扭转刚度得到增加，弯曲刚度和侧向弯曲刚度值变化在10%范围内，符合设计要求。关键词发动机罩盖；头型冲击器；复合材料；行人保护；结构优化-I-AbstractAbst

6、ractPedestrianprotectionasapartofthesafetyofautomobileshasreceivedincreasingattentionintheworld.Accordingtostatistics,inallpedestriancollisionaccidents,theproportionofdeathsfromtheheadoccupies64%,18%oftheinjuriesaredirectlyrelatedtotheenginehood.therefo

7、re,itisnecessarytocarryoutresearchonthehoodtoreduceenginebasedonpedestrianheadinjury.Inordertoimprovetheprotectiveeffectofenginehoodsonpedestriansincollisions,apolypropylenecompositeenginehoodisproposedinthispaper.Polypropylenecompositematerialhastheadv

8、antagesoflightweight,highstrengthandgoodformability.Ithasbeenwidelyappliedinautomobiles.Usingthefiniteelementmethodtoanalyze,accordingtoEEVCWG17testregulationsusingANSAtoestablishastandardheadimpactormodel;UsingCATIAsoftwaretocre