鋁合金是一種比強度高和耐腐蝕的輕質(zhì)合金材料,近年廣泛應用于汽車、船舶、航空航天等交通工具中,同時成為汽車輕量化的首選材料。汽車防撞梁總成在事故中主要發(fā)生壓縮變形和彎曲變形,本文針對這兩種變形工況,通過實驗和有限元仿真相結合的方法確定仿真所用硬化模型,研究鋁合金防撞梁總成的變形行為和結構輕量化設計,為鋁合金型材的設計開發(fā)應用提供了一種途徑。(1)通過準靜態(tài)和高速拉伸獲得6系鋁合金力學性能,其中6082-T6鋁合金的屈服強度、抗拉強度以及延伸率均高于6063-T6鋁合金;應變速率從0.001s^-1到200s^-1,6063-T6應變率敏感性不明顯,6082-T6表現(xiàn)出明顯的應變率敏感性。使用硬化準則預測鋁合金材料的變形行為,通過準靜態(tài)拉伸、高速拉伸的數(shù)值模擬和實驗結果相結合的方法,得到了SHS(Swift-Hockett-Sherby,SHS)硬化模型的參數(shù),并通過對比吸能盒壓潰實驗與數(shù)值模擬結果,驗證了SHS硬化模型的準確性。(2)以鋁合金防撞梁總成為研究對象,將硬化模型代入到三點靜壓、擺錘沖擊、13km/h低速碰撞有限元仿真中,預測防撞梁總成的...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 汽車碰撞研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外汽車碰撞研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)汽車碰撞研究現(xiàn)狀
    1.3 材料曲線
    1.4 防撞梁輕量化設計方法
        1.4.1 材料輕量化
        1.4.2 結構輕量化
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 材料組織和力學行為表征
    2.1 引言
    2.2 材料力學性能
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 拉伸實驗
        2.2.3 金相組織觀察
        2.2.4 拉伸斷口SEM觀察
    2.3 硬化模型
        2.3.1 硬化模型簡介
        2.3.2 不同硬化模型擬合結果
    2.4 SHS硬化模型參數(shù)求解
        2.4.1 流動曲線
        2.4.2 鋁合金吸能盒軸向壓潰仿真
    2.5 本章小結
第3章 防撞梁總成在動靜載荷下的變形預測及驗證
    3.1 引言
    3.2 有限元仿真建模
        3.2.1 顯式和隱式算法
        3.2.2 有限元網(wǎng)格劃分
        3.2.3 材料模型
        3.2.4 接觸定義
        3.2.5 加載及邊界條件
    3.3 鋁合金防撞梁總成在動靜載荷下的變形行為
        3.3.1 三點靜壓
        3.3.2 擺錘碰撞
        3.3.3 13km/h低速碰撞
    3.4 本章小結
第4章 鋁合金防撞梁總成型材壁厚優(yōu)化設計
    4.1 引言
    4.2 優(yōu)化設計基本參數(shù)
        4.2.1 優(yōu)化目標
        4.2.2 設計變量
        4.2.3 優(yōu)化流程
    4.3 試驗設計
    4.4 近似模型
        4.4.1 多項式響應面模型
        4.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡模型
        4.4.3 Kriging模型
    4.5 多目標優(yōu)化設計與驗證
        4.5.1 多目標優(yōu)化設計
        4.5.2 優(yōu)化結果驗證
    4.6 斷面優(yōu)化前后防撞梁總成的性能對比
    4.7 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3814495