变截面辊弯汽车零件碰撞性能优化设计与分析.pdf

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1、第39卷第8期锻／／，技’2014年8月Vo1．39No．8FORGING＆STAMPINGTECHNOLOGYAug．2014变截面辊弯汽车零件碰撞性能优化设计与分析贾方辉，阎昱，王海波，陈正阳(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：提出一种新的汽车保险零件优化设计方法，即根据碰撞时保险零件所受的载荷分布，基于ABAQUS／ATOM模块功能，对变截面保险零件进行碰撞有限元数值模拟并优化保险零件的结构特征，使保险零件在减轻重量的同时具备更强的吸能能力。通过对优化前后零件的碰撞吸能和变形情况进

2、行分析与比较可知，优化后，吸能提高约31．16％、并且质量更轻。最后，通过改变碰撞速度，再次对优化后零件的吸能情况进行验证，结果表明，优化后的零件在更高的碰撞速度下，吸能能力提高，但速度过高吸能效果不明显。关键词：变截面保险零件；ABAQUS／ATOM；有限元；形状优化DOI：10．13330／j．issn．1000-3940．2014．O8．028中图分类号：U461．91文献标识码：A文章编号：1000-3940(2014)08-0135-05Optimizationdesignandanalysi

3、sofcrashperformanceforflexiblerollformingautopartsJiaFanghui，YahYu，WangHaibo，ChenZhengyang(CollegeofMechanicalElectronicalandEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China)Abstract：Anewoptimizationdesignmethodforautosafetypanswasputforw

4、ard．AccordingtotheloaddistributionofsafetypartswhencrashingandbasedonthemodulefunctionofABAQUS／ATOM，thecrashforvariablesectionsofsafetypartswassimulatedandthestruc—turefeaturesofsafetypartswereoptimized，whichmakesthesafetypartshavelowerweightandstrongerc

5、apacityofenergyabsorption．Bycomparingthecapacityofenergyabsorptionanddeformationbeforeandafteroptimization，theoptimizedsafetypanswithenergyabsorp—tionimprovedby31．16％andlowerweightareobtained．Finally，theenergyabsorptionsituationofoptimizedpanswereverifie

6、dthroughchangingcrashingspeed，theresultsshowthattheenergyabsorptioncapacityofoptimizedpansisimprovedunderhighercrashingspeed．Buttheenergyabsorptioneffectisnotobviousundertoohighcrashingspeed．Keywords：safetypanswithvariablecross—section；ABAQUS／ATOM；FEM；sh

7、apeoptimization环保和能源是当今世界亟待解决的两大问题，变截面辊弯成形(FlexibleRollForming)，是以为了实现节能减排的目标，汽车行业应当作出积极轻量化和一体化为特点开发出来的一种新型空心变的战略调整，使所生产的汽车在保证安全性的同时，截面轻体构件的辊弯成形技术。变截面辊弯成形质量也相应减轻。据统计，汽车质量减轻10％，油具有显著的特点是：通过合理设计型材的几何断面，耗可降低6％～8％J。目前，汽车轻量化设计大多可提高承载能力，减轻结构重量；与冲压和折弯工是通过采用新的轻质

8、材料，如高强钢、镁、铝和复艺相比，大批量的生产，其成本更低；与现有辊弯合材料等作为汽车零件来实现的。同样，对零件进成形技术结合，可生产更复杂的产品J。行结构优化，对汽车零件进行结构上的重构，如中ATOM(ABAQUSTopologyOptimizationMod—空化、薄壁化等，也可使汽车零件在保证碰撞安全ule)，即ABAQUS拓扑优化模块，该模块具有先进性的同时，具有更轻的质量_2J。的非线性结构优化功能，可以执行单一部件和组件的拓扑和