基于侧碰抗撞性的AA7075 B柱轻量化设计.pdf

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1、·设计开发·基于侧碰抗撞性的AA7075B柱轻量化设计★庄蔚敏1胡哲1梁莉莉2(1．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130025；2．泛亚汽车技术中心有限公司，上海200120)【摘要】基于某车型的整体侧面碰撞有限元模型建立了车身侧面碰撞简化模型，并验证了二者的一致性。构建了AA7075Johnson—c00k塑性阶段材料本构模型，将AA7075材料用于B柱内板和加强板，并与原模型进行了抗撞性对比分析。改进了加强板的结构，建立了近似模型并对其进行了厚度优化。结果表明，AA7075B柱板件在有效降低侵入速度峰值和最大侵

2、入位移的条件下质量减轻了60％，轻量化效果明显。主题词：侧面碰撞B柱AA7075抗撞性轻量化中图分类号：U463．82文献标识码：A文章编号：1000—3703(2016)10一000卜06LightweightDesignofAA7075B—PillarB硒edonSideIIIlp粕tCrashwo劬inessZhu粕gWeiminl，HuZhel，Liang“li2(1．StateKeyLaboratoryofAutomotiveSimulation蚰dCon仃ol，JilinUniversity，Ch蚰gchun130

3、025；2．P明AsiaTechnicalAutomotiveCenterCo．，Ltd．，Sh锄gllai200120)【Abstract】AsimplifiedsideimpactmodelwasestablishedbasedontheentiresidecollisionFEmodelofavehiclemodel，andconsistencyofthesetwomodelswasverified．AA7075Johnson—cookplasticconstitutivemodelwasbuilt'柚dmaterial

4、AA7075wasusedoninnerp明elandstiffeningplate0fBpiu盯，卸ditscras}1worthinessw鹊comparedwitlltIleori西nalmodelforanalysis．ThestmctureoftllestiH．eningplatew鹊impmved，andan印pr0】【imationmodelw鹊constnlctedandits山icknessw髂optimized．TheresultsshowedtllatAA7075Bpiu盯coulde妇fectively

5、reducetllema)【imumintmsionspeedanddisplacementwhereasdecreasestllem髂sby60％，whichshowedaIlobVious1i曲tweighte船ct．Keywords：Sideimpa鸭Bpmar，Al咖Iin岫alloy7075，C瑚h啪rth_iII嘲，Ligh细eight1前言随着汽车工业的发展，消费者和相关法规对汽车安全性的要求越来越高。同时，环境与能源危机的影响也对汽车轻量化提出了进一步的要求。如何在满足汽车安全性能的前提下实现汽车的轻量化设计，

6、是汽车行业一直重点关注的问题u，。B柱作为汽车侧面碰撞中的主要受力吸能部件，可变形空间小，其侵人速度、侵入量以及侵入形态是影响乘员损伤的关键因素12

7、。庞通等嘲对B柱等部件进行了结构、材料和厚度方面的优化，使其侵入量和侵入速度明显降低。谭耀武n，等运用了拼焊板式B柱外板来改善}基金项目：国家自然科学基金项目(51075178)。2016年第10期B柱变形形态，利用多目标优化方法降低了B柱侵人速度和侵入量的同时使其质量减轻了18％。董庆战嗍等将泡沫铝材料填充到B柱中替代B柱加强板，使B柱侵入量和侵入速度均显著降低。7075铝合金

8、为目前我国使用的强度最高的铝合金之一口】，多用于航空航天领域，它具有超高的比强度和刚度嗍，可以使B柱免于失稳性变形，改善侵入形态。7075铝合金温热冲压可成型性研究为其在车身上的应用提供了依据一，。本文在车身侧面碰撞整车模型的基础上建立了车身侧面碰撞简化模型，将AA7075用于B柱内板和加强板件并与原模型进行了抗撞性对比分析，改进了B柱加强板结构并进行了轻量化优化设计。·设计开发·2车身侧碰有限元建模与验证2．1整车模型的建立建立某车型的整车有限元模型，采用中国新车评价程序(C—NCAP)侧面碰撞相关试验标准进行碰撞模拟，车身

9、侧面碰撞整车模型如图l所示，并以前轴中点为原点，前轴中点指向后轴中点记为x轴正向，沿前轴从碰撞侧指向非碰撞侧记为y轴正向。可变形移动壁障车速度为50km／h，碰撞角度为90o【⋯。本文仅考虑车身在碰撞中的结构变形，并未设置碰撞假人。分析整个碰撞过程中的能量变化可知，总能量基本