汽车前纵梁冲压筋薄壁管结构强度设计.pdf

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1、第33卷第3期计算机仿真2016年3月文章编号：1006—9348(2016)03—0139—05汽车前纵梁冲压筋薄壁管结构强度设计陈福军1，王青春1，张国胜2，王喜元1(1．北京林业大学工学院，北京100083；2．交通运输部公路科学研究院，北京100088)摘要：研究了提高汽车碰撞安全性问题。在不减少汽车前纵梁变形吸能量的前提下，降低结构的质量和汽车峰值加速度。针对上述问题，首先采用试验和有限元方法，研究了普通单、双帽薄壁管的轴向吸能特性，仿真结果与试验结果能够较好吻合，验证了有限元模型的准确性。然后通过有限元方法，研究了冲压筋薄壁管件和壁厚调整后的冲压筋薄壁管件的轴向吸能特性。结果表明，

2、与普通薄壁管件吸收同样多能量的前提下，减小冲压筋薄壁管的壁厚，可以使管件的质量和峰值压溃力更小，而比吸能更高，为汽车纵梁强度优化提供科学依据。关键词：冲压筋；薄壁管；轴向压缩；吸能特性中图分类号：TB24文献标识码：BStudyonEnergy-AbsorbingCharacteristicsofStiffenedTllin—WmledTubesSubjecttoAxialCrushingCHENFu_junl，WANGQing-chunl，ZHANGGuo—shen92，WANGXi-yuanl(1．TheSchoolofTechnology，BeijingForestryUniversit

3、y，Beijing100083，China；2．ResearchInstituteofHighwayMinistryofTransport，Beijing100088，China)ABSTRACT：Theproblemofimprovingthesafetyofautomobilecrashisresearched．Withoutdecreasingvehicleen-ergyabsorption，thestructuremassandpeakaccelerationofautomobilearereduced．Focusingontheproblem，testmethodandfinitee

4、lementmethodareusedtostudytheaxialenergy-absorptionperformanceofthethin-walledtubes，andthesimulationresultsareconsistentwellwiththetestdata．Thentheaxialenergy-absorptionperformanceofthestampingthin-walledtubesandthetubeswithadjustedthicknessisanalyzed．Theresultsshowthat，underthesalneenergy-absorbing

5、鹊thin-walledtubes．reducingthicknessofthetubescanmakemassandcrushingforcelower，butspecificenergyabsorption(SEA)higher．KEYWORDS：Stiffenhalf；Thin—walledtubes；Axialcompression；Energy-absorbingbehavior1引言安全、节能和环保是汽车未来发展的三大主题。近年来，道路交通事故呈现逐年上升趋势，因交通事故引起的经济损失和伤亡人数逐年增加，汽车安全性日益引起人们的重视。薄壁构件是提高汽车被动安全性的重要结构，被广泛应

6、用在航空航天、船舶和轨道交通等领域，因此，薄壁结构吸能特性研究是提高汽车被动安全性的基础。考虑到制造成本、燃油经济性等诸多因素，不能仅依靠增加结构厚度和尺寸来提高汽车碰撞安全性，需要新的方法来提高结构的吸能特性。针对薄壁管件吸能特性的提高，国内外学者进行了大量基金项目：运输车辆运行安全技术交通行业重点实验室开放基金(KFKT2013—03)收稿日期：2015—01-26修回日期：2015-06-03的研究工作。陈秉智等人研究了不同截面形状的薄壁管件的吸能特性uo；赵学平对不同壁厚的锥形薄壁管进行了耐撞性研究忙1；S．SANTOSA等人将蜂窝铝和泡沫铝填充薄壁方管，研究其轴向吸能特性¨1；张爱年

7、等人研究了加强筋对薄壁方形管轴向压溃的影响H。6J。这些研究方法，在一定程度上能够提高薄壁管件轴向压溃的吸能量，但没有综合考虑管件变形的稳定性、峰值压溃力、质量变化，以及经济性和生产工艺等方面，使这几方面达到很好的协调。针对上述问题，如果对汽车前纵梁增加一道冲压工序，生产成本并未增加多少，但对整车的碰撞安全性提高很多。本文采用试验与有限元相结合的方法，首先对普通帽型管进行轴向准静态压缩试验和仿真，