汽车前纵梁薄壁结构碰撞仿真及优化设计研究.pdf

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1、第31卷第4期机电工程Vo1．31No．42014年4月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringApr．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2014．04．014汽车前纵梁薄壁结构碰撞仿真及优化设计研究冰苏建，王秋成(浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014)摘要：针对前纵梁现有结构吸能特性的不足，对其结构进行了改进，使前纵梁在正面碰撞过程中吸收更多能量。根据前纵梁板厚、焊点的间距及焊点大小等设计参数，建立了前纵梁正面碰撞的有限元模型。采用HyperMesh和Ls—DYNA软件，对前纵梁碰撞过程进

2、行了模拟仿真。通过加诱导槽及加加强板的方式，对前纵梁结构进行了优化。研究结果表明，优化后的前纵梁单位质量吸收的能量提高了63．3％。通过该方法使前纵梁提高了吸能特性，降低了车辆碰撞对乘客造成的损害。关键词：碰撞；前纵梁；结构优化；仿真中图分类号：TH113；U463．8文献标志码：A文章编号：1001—4551(2014)04—0470—04Crashsimulationandstructureoptimizationofathin-_-walledfrontlongitudinalbeamstructureSUJian，WANGQiu—cheng(SchoolofMech

3、anicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Aimingattheshortageofenergyabsorptioncharacteristic，theexistingstructureofthefrontlongeronwasimprovedSOthatmoreenergyabsorbedbyafrontlongeronintheprocessoffrontalcrash．Accordingtothedesignparametersofthefrontlon

4、geron，suchasthickness，spotweldpitchandspotdiameter，etc．，thefiniteelementmodelofthefrontlongeronwasestablished．TheimpactprocessionoffrontlongeronwassimulatedbyHyperMeshandLS—DYNA．Thestructurewasimprovedbyaddinginducedslotandaddingreinforcementplate．Theresultsindicatethat，theoptimizedfrontlo

5、ngeronunitmassabsorbedenergyincreasedby63．3％．Throughthismethod，frontlongeronimprovestheenergyabsorptioncharacteristics，thusreducesthedamagecausedbycollision．Keywords：crash；frontlongitudinalbeam；structureoptimization；simulation是非常重要的。0引吾在汽车正面碰撞过程中，能量的吸收主要是通过随着汽车工业的发展，汽车的碰撞安全性也需要汽车的前端部件来吸收，其

6、中前纵梁是最主要的前端不断提高。汽车的碰撞安全性的研究也是现代汽车吸能部件，有试验表明，汽车在初始速度为48km／h的工业的重要内容。情况下，进行正面碰撞，得到的前纵梁吸能结果为：吸据研究表明，正面碰撞发生的概率是所有碰撞类收了碰撞总能量的50％～70％乜]。因此，在正面碰撞型中最高的，对乘客造成的伤害也是最大的⋯。因此，中，前纵梁的耐撞性最为重要。汽车前端结构的耐撞性对于汽车的碰撞安全性来说作为传统、有效的吸能件即金属薄壁构件，在车收稿日期：2013—10—14基金项目：浙江省汽车安全技术实验室开放基金重点资助项目(LHY11090563)作者简介：苏建(1988一)，男

7、，浙江衢州人，主要从事汽车前纵梁碰撞方面的研究．E—mail：sujianqq@126．com通信联系人：王秋成，男，教授，博士生导师．E-mail：wqc@zjut．edu．cn第4期苏建，等：汽车前纵梁薄壁结构碰撞仿真及优化设计研究·471·身的吸能结构中已得到广泛的应用。汽车碰撞的能力一应变将材料的特性设置为MAT24，即24号分段的量通过前纵梁的变形来吸收，汽车碰撞的加速度由汽线性材料。车前端吸能结构的平均压溃载荷来决定，而前纵梁薄焊点的质量以及分布方式对前纵梁的变形、能量壁结构在汽车压溃变形中起到主导作用