基于侧面碰撞的某乘用车侧围材料强度分布研究

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1、———————————————————————————基于侧面碰撞的某乘用车侧围材料强度分布研究———————————————————————————DistributionoftheStrengthofHigh-strengthSteelinCarSideforResearchontheSecurityinSideImpact作者姓名：许钦华领域（方向)：汽车结构轻量化指导教师：庄蔚敏教授类别：工程硕士答辩日期：2015年5月31日摘要基于侧面碰撞的某乘用车侧围材料强度分布研究汽车的被动安全性和燃油经济性是汽车发展的焦点。减少车身重量是降低汽车能源消耗的最直接有效

2、方法。目前降低车身重量主要有两种途径，一是结构轻量化，即通过合理的结构设计，在保证性能的前提下减少材料的使用；二是材料轻量化，即通过合理使用新型材料，在保证性能的前提下降低车身的重量。车身轻量化和安全性是矛盾相关的，如何在降低车身重量的同时，提高车身的碰撞安全性是需要研究的关键难题。本文基于侧面碰撞的安全性，对某乘用车侧围材料强度的分布进行了研究。通过部分车身结构的合理改进以及先进高强钢的合理利用，使不同强度和厚度的高强钢在（结构改进后的）车身侧围达到一种合理的分布。结果表明，改进后的车身侧围结构安全性优于原车，新车身侧围的轻量化效果明显。本文主要研究内容：1.建立

3、了较高精度的可移动变形壁障车有限元模型，并在已有整车有限元模型的基础上建立了整车侧面碰撞有限元模型；2.对整车侧面碰撞有限元模型进行了基于能量守恒的仿真验证，对可移动变形壁障车有限元模型进行了基于国标要求的仿真验证；3.提出了建立侧面碰撞简化模型的方法，并用该方法建立了较高计算精度和较高计算效率的侧面碰撞简化模型；4.对建立的侧面碰撞简化模型进行了稳定性验证以及基于碰撞侧侧围的精度验证；5.对部分车身侧围的结构进行了合理的改进；6.将先进高强钢作为新型车身材料，应用于结构改进后的车身侧围，优化高强钢在（结构改进后的）车身侧围的强度分布和各结构件的厚度，使不同强度和厚

4、度的高强钢在车身侧围达到一种合理的分布；7.结合碰撞法规以及乘员损伤提出了合理的车身侧围优化目标。改进后的车身侧围结构相比于原车具有更高的安全性，B柱的侵入速度以及B柱的最大侵入位移明显降低；改进后的车身侧围具有明显的轻量化效果，相比于原车侧围实现了14%的轻量化效果。研究成果可以为乘用车侧面碰撞安全性和轻量化提供指导，同时对高强钢在车身上的合理应用提供借鉴。I关键词：侧面碰撞简化模型高强钢强度分布轻量化IIAbstractDistributionoftheStrengthofhigh-strengthsteelincarsideforresearchonthese

5、curityinsideimpactWiththerapiddevelopmentofourcountry’seconomy,thesocietypaymoreandmoreattentiontothesafetyofthecarandtheenergyconsumeandenvironmentalprotection.Themostdirectandeffectivewaytoreduceenergyconsumptionistoreducecarweight.Therearetwomainwaystoreduceweight.Thefirstisstructur

6、elightweight,whichistoreducetheuseofmaterialunderthepremiseofpropertythroughreasonablestructuredesign.Thesecondismateriallightweight,whichistoreducetheweightofbodyunderthepremiseofpropertybytheuseofnewlightmaterial.Thelightweightandsecurityofcarbodyarecontradictive.Howtoreducebodyweigh

7、treasonablyandincreasingthesafetyofthecarbodyisakeyproblem.Thisthesisresearchonapassengercarsidebasedonthesecurityofthesideimpact.Byusinghighstrengthsteelreasonablyandimprovethestructureofbodyreasonablyinthecarside,notonlythesecurityofbodystructureinsideimpactwasimproved,butalsotheli