汽车薄壁直梁抗弯曲特性的仿真研究.pdf

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1、汽实用技术2014年第3期T艺·没箭·材料AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOLOGY2014N0．3汽车薄壁直梁抗弯曲特性的仿真研究任润国，尉庆国，王秒秒(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：针对汽车前纵梁在斜向碰撞中出现的抗弯能力不足，在刚性墙极限倾角下发生欧拉变形的问题，利用HyperMesh软件建立了薄壁梁斜向碰撞有限元模型，LS—DYNA求解。分别分析了梁长度／截面宽，高、接触面摩擦系数、壁厚对梁抗弯能力的影响。从中得出了一些提高薄壁梁抗弯能力的有意义的方法。关键词：薄壁直梁；抗弯特性；斜向碰撞；模拟仿真中图分类号：TH16，U463．8

2、21文献标识码：A文章编号：1671—7988(2014)03—84—04SimulationStudyontheBendingResistanceCharacteristicofThinWalledStraightBeaminVehicleRenRunguo，WeiQingguo，WangMiaomiao(CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NoahuniversityofChina，ShaanxiTaiyuan030051)Abstract：Inviewoftheinadequateabilitiesinbendingresista

3、nceofthin-walledstraightbeaminobliqueimpact，theproblemofeulerdeformationinthelimitangleoftherigidwall，thethin—walledbeamobliquecollisionfiniteelementmodelwassetupthroughHyperMesh，solvedbyLS-DYNA．Thebeamlengl[h／sectionwide，height，thecontactsurfacefrictioncoeficient，wallthickness，reinforcement

4、plateandfillingmaterialtobeamwereanalyzedrespectively．Fromabove，wecandrawsomemeaningfulmethodsinimprovingbendingresistance．Keywords：thinwallstraightbeam；bendingresistancecharacteristic；obliquecollision；simulationCLCNO．：TH16．U463．821DocumentCode：AArticleID：1671—7988(2014)03-84-04形状、诱导槽的性能、梁的厚

5、度和材料等。然而，引言发生的大部分汽车正面碰撞事故里，汽车的前纵梁并不是与被撞物体发生纯轴向碰撞，而是呈一定角由薄壁管件构成的汽车前纵梁梁结构具有质量度发生相互之间的撞击。因此，针对汽车前纵梁的小、轴向压缩力稳定、轴向强度高、吸能特性好等设计，不仅要使其满足在轴向碰撞中结构变形的要优点，被应用于大多数汽车的前纵梁结构中。目前求，同时，也应该适应宽泛的撞击角度，即薄壁梁大多数关于薄壁梁轴向碰撞的研究集中在梁的截面能够承受一定的斜向载荷，避免发生欧拉弯曲变形作者简介：任润国，硕士研究生，就读于中北大学，主要研现象【¨。究方向：车辆的整车设计。87汽车实用技术2014年第3期当薄壁梁

6、与倾斜一定角度的刚体墙发生碰撞剧下降，同时，薄壁梁厚度越小，其吸能能力下降一直一、^上扣旧睬轲一I／耀时，梁的前端相对刚性墙表面发生滑移们现拈象∞。这样l。，0的比例也¨越性大。00刚性墙表面的摩擦阻力相当于给薄壁梁的端面施加上图也说明，六种厚度的薄壁梁发生欧拉弯曲了一定的约束，可以有效的缓解薄壁梁的弯曲变形。变形的刚性墙临界倾角均在18。～l9。范围内，即3．3薄壁梁厚度的影响刚性墙的l临界倾角对薄壁梁厚度的变化不敏感。为了研究不同壁厚薄壁梁承受斜向载荷的极限抗弯能力，选1．2／1．4／1．6／1．8／2．0／2．2mm六种厚4、结论度进行仿真分析，计算得到的各厚度平均界面合

7、力建立了薄壁梁斜向碰撞模型，进行了斜向碰撞和内能变化如图6，7所示：的仿真分析。对影响薄壁梁极限抗弯性能的参数进行了分析。得出了提高薄壁梁极限抗弯性能的一些一一、、一i措施。{lf、一．=■¨1一：1．采用F较圳小_的一梁截面长宽比，截面高度应保持LLLL一土。在一定的数值范围内。05l0152025302．提高梁端的约束。可以在车辆的前部结构采刚性墙倾角／(。)图6不同厚度平均界面合力变化对比图用一些摩擦系数较大的材料。3．厚度较大的薄壁梁在发生欧拉弯曲变形模r瞻式的情况下其平均界面合力和