本文關鍵詞：汽車側門防撞梁輕量化設計及其耐撞性研究

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【摘要】：對于汽車車身輕量化和耐撞性的研究,有助于推動汽車產業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。隨著復合材料的快速發(fā)展,性能的逐漸提高,作為實現(xiàn)汽車輕量化的一個有效途徑,復合材料在汽車車身結構上應用也將越來越廣泛。本文以汽車側門防護系統(tǒng)中起著主要作用的防撞梁為研究對象。從材料性能入手,將汽車車身輕量化研究中應用較為廣泛的碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料應用于側門防撞梁中,并結合FMVSS 214側面碰撞法規(guī),開展了如下研究:(1)結合FMVSS 214側面碰撞法規(guī),建立高強度鋼和復合材料的汽車側門防撞梁側面碰撞的有限元模型,并從防撞梁承受的撞擊力、碰撞產生的位移、防撞梁的吸能等多個方面對這兩種材料的側門防撞梁進行對比和分析,檢驗兩種材料耐撞性能。(2)根據兩種材料的側門防撞梁在仿真過程中各種性能的變化情況,并結合復合材料的特性,提出了一種側門防撞梁的變厚度結構設計方法,即根據防撞梁不同位置對強度需求的高低進行不同厚度的設計。(3)將側門防撞梁的截面厚度和加厚部分的長度作為變量,利用Kriging代理模型的優(yōu)化方法,建立防撞梁比吸能及側面碰撞過程中的防撞梁所承受撞擊力的代理模型,采用NSGA-II算法進行多目標優(yōu)化。然后計算出最優(yōu)Pareto解集,并從中選取一組比吸能與等厚度防撞梁接近的最優(yōu)解和等厚度防撞梁的碰撞性能進行對比分析,再以碰撞產生一定位移時防撞梁所承受的撞擊力和吸能情況等作為標準,檢測其耐撞性能。結果顯示,變厚度的設計能夠提高防撞梁在發(fā)生變形時所承受撞擊力的大小,保證防撞梁重量不增的基礎上提高其耐撞性。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.834

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