汽车碰撞能量衰变特性研究及磁流变液缓冲吸能装置设计

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1、分类号U463单位代码10618密级学号2120940006专业硕士学位论文汽车碰撞能量衰变特性研究及磁流变液缓冲吸能装置设计研究生姓名：林繁国导师姓名及职称：赵树恩副教授申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年4月20日专业领域名称车辆工程论文答辩日期2015年6月1日2015年6月11日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究工作所取得的成果。除文中已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

2、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和集体，均已在文中Ｗ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。位论文作者签名：曰期：丰７月言羊平名）重庆交通大学学位论文化权使用巧权书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，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可Ｗ将本学位论支的全部内容编入有关数据库进行检索，可１＾１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

3、国科学技术信息研究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（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），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曰期年月白曰期；年？＾月曰乂乙（＾峰本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕ｉ学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。Ａ＾＂＾＾—１〇＾＾学位论文作者签名；指导教师签名＾：曰期：年曰曰期：月曰

4、２叫＾＾月＾／／兴ｉＭResearchonCollisionEnergyDecayCharacteristicforAutomobileandDesignforMagnetorheologicalBumperEnergyAbsorptionDeviceADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinFanguoSupervisor：Prof.ZhaoShu-enChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,Ch

5、ina摘要随着我国公路交通的快速发展和人民生活水平质量的提高，汽车总保有量也在急剧增长，然而汽车在给人们带来方便的同时，也带来了重大安全问题。很多专家、学者对缓冲吸能式保险杠做了大量研究，在保险杠与车身连接方式、吸能装置结构设计、材料选择及轻量化等方面取得了大量的研究成果，但是这些都是被动缓冲吸能装置，对不同冲击质量、不同撞击速度的适应性差。磁流变液作为一种新型的智能材料，具有磁流变效应特性、响应时间短、功耗低、剪切屈服强度大且可控等特点，因而基于磁流变技术的缓冲器或阻尼器在冲击领域得到了快速发展。结合汽

6、车缓冲吸能式保险杠能够瞬间将汽车撞击产生的单波次动能转化成多向撞击状态的特点，本文提出磁流变缓冲吸能装置作为汽车保险杠的吸能部件。本文基于碰撞动力学理论建立了汽车在不同撞击速度下碰撞能量的衰变数学模型，通过仿真碰撞实验得出了汽车碰撞能量的衰变特性，并在此基础上，对磁流变缓冲器进行磁路设计、结构设计、结构参数优化及开展对装有磁流变缓冲吸能装置的整车碰撞仿真研究，实现了对碰撞能量的合理耗散，对提高汽车被动安全性能具有重要意义。本文主要的研究工作如下：(1)基于碰撞动力学理论，对汽车高速碰撞问题进行动力学建模，

7、并利用有限元软件Hypermesh和LS-DYNA对传统吸能式保险杠汽车整车进行有限元建模及对其在不同车速下进行正面碰撞仿真，得到了不同撞击速度下碰撞能量的衰变特性曲线及在高速碰撞下传统吸能式保险杠吸收碰撞能量的有限性。(2)应用平行板流体学理论，推导出磁流变缓冲器的动力学模型，并以此为基础对磁流变缓冲器进行结构设计和磁路设计，通过MALAB遗传算法工具对结构参数进行优化。(3)基于Hypermesh和LS-DYNA软件对装有磁流变缓冲吸能装置的汽车整车进行建模及进行高速(50km/h)碰撞仿真实验，仿真

8、结果表明磁流变缓冲吸能装置可以提高汽车被动安全性能。关键词：保险杠；磁流变液；缓冲吸能；碰撞；多目标优化IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofhighwaytransportationinourcountryandtheimprovementofthequalityofpeople'slivingstandard,totalcarownershipisincreasingsharply,howev