汽车trb结构件碰撞安全性及其轻量化设计

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1、分类号U463.82单位代码10618密级学号2120044004硕士学位论文汽车TRB结构件碰撞安全性及其轻量化设计研究生姓名：马军伟导师姓名及职称：张渝（副教授）申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称机械工程论文提交日期2015年4月20日二级学科名称车辆工程论文答辩日期2015年6月07日2015年6月10日LightweightDesignandCrashSafetyResearchofVehicleTRBStructuresADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MaJunweiSupervisor：

2、ZhangYuChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人巧集体，巧已在文中Ｕ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。、。＾学位论文作者签名：日期：＾＾每年《月日＾李／重庆交通大学学位论文化杖使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向

3、国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被蒼。＾阅和借阅本人授权重庆交通大学可［＾１将本学位论文的全部内容编入有关数、据库进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中固科学技术信息研巧所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包巧但不限于汇编、复制、发行、値息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。＾学位论文作者签名：指导教师签名：曰期：Ｖ／神ｆ月Ｈ旧期；月／曰／本人同意将本学位论文提交至中围学术期刊（光盛版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数媚库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论

4、文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。、学位论文作者签名；巧時指导教师签名米。１曰期：年＜月／曰曰期；日＜＞月＞巧７＊＾４＾／［摘要随着我国汽车产量和保有量的日益增加，能源、环保和安全已经成为汽车工业亟待解决的三大问题，而实现汽车轻量化和改善汽车安全性能是有效的解决方法。针对如何协调好汽车轻量化与其碰撞安全性这对矛盾体，本文综合应用有限元法、碰撞仿真和现代优化设计方法，将连续变截面板技术应用于车身上的两个主要防撞部件——前纵梁和车门防撞梁，提出了一种合理有用的解决方法。首先利用前处理软件Hypermesh按照建模流程逐步建立了整车有限元模型，并分别依据C-NCAP

5、和Euro-NCAP测试标准中对正面碰撞和侧面刚性柱碰撞的要求，建立了整车正面碰撞有限元模型和侧面刚性柱碰撞有限元模型。同时，为了避免整车碰撞仿真耗时长而大大增加工作量，论文将包含前保险杠、吸能盒、前纵梁等在内的前纵梁整体结构从整车模型中提取出来作为前纵梁优化设计的简化模型。同样把车门系统提取出来作为车门防撞梁优化设计的简化模型，而整车模型作为最终优化结果的验证模型。本文利用LS-DYNA、MATLAB等软件，结合正交试验设计、响应面近似模型等方法，分别对前纵梁和车门防撞梁进行轻量化优化设计。首先根据自重工况下前纵梁的应力云图分布和加强板的位置分布将前纵梁分成四段，取各段厚度为设计变量并进行

6、正交试验设计，根据采样点的仿真结果构建前纵梁质量、总吸能和最大碰撞力的响应面近似模型。然后以质量最小为目标，总吸能和最大碰撞力为约束建立优化的数学模型，并利用MATLAB的优化功能求得最优解。最后进行整车碰撞仿真验证轻量化设计方案，优化后的前纵梁质量减轻了1.1Kg，减重7.8%。采用同样的方法对车门防撞梁进行轻量化设计，优化后的车门防撞梁重量减轻了0.23Kg，相对优化前减少了13.8%。研究结果表明：将连续变截面板技术应用于汽车防撞部件，能在保证其耐撞性能的同时实现其轻量化优化设计，具有显著地减重作用。关键词：轻量化；前纵梁；车门防撞梁；连续变截面板；碰撞安全性IABSTRACTWith

7、theautoproductionandownershipincreasing,energy,environmentalprotectionandsafetyhavebecomethreebigproblemstobesolvedurgentlyintheautoindustry.However,theeffectivesolutionsarerealizingtheautomotivelightweight