行車安全、能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)是如今汽車工業(yè)面臨的三大緊迫任務(wù),汽車的輕量化是完成三大任務(wù)的有效手段,而汽車的碰撞安全性能是完成三大任務(wù)的基礎(chǔ)保障。因此,研究結(jié)合碰撞安全的汽車輕量化設(shè)計(jì)方法具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。針對汽車碰撞安全結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì),本文提出一種基于碰撞安全的變截面-多材料汽車輕量化設(shè)計(jì)框架,以某型賽車車架為研究對象進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),獲得碰撞安全性能良好的賽車車架優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。本文主要展開了以下幾方面的研究內(nèi)容:首先,分析和總結(jié)了汽車輕量化設(shè)計(jì)和汽車耐撞性設(shè)計(jì)的具體優(yōu)化方法,根據(jù)車輛碰撞安全結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,構(gòu)建汽車通用的基于碰撞安全的輕量化設(shè)計(jì)框架,針對不同的碰撞安全結(jié)構(gòu)建立不同的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并通過汽車多腔吸能盒的優(yōu)化設(shè)計(jì)來驗(yàn)證優(yōu)化框架的可行性和有效性。其次,根據(jù)FSEC大賽的比賽規(guī)則創(chuàng)建賽車車架的幾何模型,通過HyperWorks軟件建立車架的有限元模型,對車架進(jìn)行不同工況下的靜力學(xué)分析,保證車架的剛度和強(qiáng)度滿足比賽要求。再次,結(jié)合FSEC大賽的碰撞安全規(guī)則確定賽車車架碰撞性能的評價(jià)指標(biāo)和碰撞仿真的初始條件,基于LS-DYNA和HyperWorks軟件對賽車車架... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

車身輕量化的三種途徑

1 緒論通過輕量化設(shè)計(jì)，在汽車結(jié)構(gòu)不同的位置使用合適的材料和最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸，充分利用每部分材料的最大的承載能力和吸能作用，提高材料的利用率，以此降低車重，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、降耗的目標(biāo)[4]。因此，如何有效地減小汽車重量、實(shí)現(xiàn)汽車輕量化是當(dāng)前汽車工業(yè)面臨的緊要問題[5]。汽車工業(yè)面臨的三大任務(wù)是環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源和行車安全，輕量化是完成這三大任務(wù)的有效手段，而汽車的碰撞安全性能是完成這三大任務(wù)的基礎(chǔ)保障。從 18 世紀(jì)汽車問世以來，汽車事故日漸頻繁，汽車的安全便受到了世界各國的極大關(guān)注。隨著世界機(jī)動(dòng)車保有量的增加和行駛車速的提高，全球每年因道路交通事故約使 2000 萬人遭受終身致殘性傷害，死亡人數(shù)高達(dá) 120 萬人[6]。碰撞事故類型大體可分為正面碰撞、側(cè)面碰撞、尾部碰撞和翻滾四種，不同國家的交通事故碰撞類型占比情況如圖 1.2 所示。由圖中數(shù)據(jù)可以得知，車輛發(fā)生正面碰撞和側(cè)面碰撞事故的比例大約占所有交通事故的 90%，其中正面碰撞事故發(fā)生比例約為 54%~64%，因此，對汽車進(jìn)行碰撞安全性能的研究顯得尤為重要[7]。

1 緒論結(jié)構(gòu)吸能盒的優(yōu)化為例，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方法的可行性和精確性。三章：車架的建立與靜力學(xué)分析。根據(jù) FSEC 大賽規(guī)則構(gòu)建賽車車幾何模型，通過HyperWorks 軟件建立車架有限元模型并進(jìn)行靜力架的剛度和強(qiáng)度滿足比賽要求。四章：車架的碰撞安全分析。根據(jù) FSEC 賽車的碰撞安全要求確定性能的評價(jià)指標(biāo)，完成賽車車架的碰撞前處理設(shè)置和碰撞仿真計(jì)算果分析初始設(shè)計(jì)車架的碰撞安全性能。五章：車架的輕量化設(shè)計(jì)。首先根據(jù)第四章的碰撞結(jié)果，改變變形面形狀，替換變形較小的桿件材料，初步改進(jìn)賽車初始設(shè)計(jì)車架的低車架質(zhì)量；然后通過本文提出的優(yōu)化框架，對車架初步改進(jìn)設(shè)計(jì)厚度進(jìn)行基于碰撞安全的輕量化設(shè)計(jì)，最終得到碰撞安全性能良化設(shè)計(jì)方案，同時(shí)也驗(yàn)證了本文研究的優(yōu)化設(shè)計(jì)框架的有效性。六章：總結(jié)與展望。章組織結(jié)構(gòu)如下圖 1.3 所示：


本文編號：3244002