本文關鍵詞：頭部模塊發(fā)射裝置設計及汽車前擋玻璃沖擊破壞仿真

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【摘要】：當前,道路交通事故中行人等弱勢道路使用者的高傷亡比例促使汽車的行人保護性能逐漸得到人們的重視,各國和地區(qū)相繼開展了汽車行人保護的研究和立法工作。無論是執(zhí)行行人保護法規(guī)實施安全性評價測試,還是進行風擋玻璃的分析研究,都亟需開發(fā)相應的試驗設備。盡管汽車前擋玻璃沖擊破壞性能的研究,在汽車被動安全設計領域具有非常重要的理論和工程意義,然而由于汽車前擋玻璃具有脆性破壞的特點,以至于即便在CAE技術廣泛應用于汽車被動安全設計領域的今天,仍然還沒有一個能被廣泛認可的數(shù)值計算方法仿真分析前擋玻璃的沖擊破壞性能。因此本論文主要研究兩方面內容:一方面是對行人頭部模塊發(fā)射裝置的設計研究;另一方面是關于汽車前擋玻璃的沖擊破壞仿真研究。在實驗裝置設計研究方面:本文在調研各國汽車行人保護安全法規(guī)的基礎上,基于Euro-NCAP和J-NCAP中行人頭部模塊沖擊試驗標準,設計了一套用以滿足實驗室研究的試驗裝置。裝置的設計吸收了國內外的現(xiàn)有產品的設計方案,同時綜合考慮適用場合和制造成本等因素。設計方法使用計算機輔助設計軟件,對試驗裝置進行了結構設計、裝配及干涉檢查,設計計算過程嚴格遵守機械設計相關規(guī)定。設計中,對裝置中重要的機械零部件進行了必要的強度校核;對受力復雜且尺寸不規(guī)則的重要零件采用有限元分析軟件LS-DYNA進行靜力學分析;同時,使用AMESim軟件建立了整個裝置的物理模型,進行動力學仿真以檢驗裝置的技術指標。檢驗結果表明,本文設計的行人頭部模塊發(fā)射裝置滿足設計條件,裝置的技術指標滿足現(xiàn)行汽車保護法規(guī)中行人頭部沖擊試驗規(guī)定的要求。該裝置具有結構緊湊、成本低廉、維護方便等優(yōu)點。在前擋玻璃沖擊破壞仿真研究方面:在對現(xiàn)有前擋夾層玻璃的沖擊破壞現(xiàn)象仿真分析方法充分調研的基礎上,提出采用三層體單元構建前擋玻璃有限元模型的方案。有限元仿真分析結果與實驗的一致性,說明了前擋玻璃有限元模型的正確性,為行人保護仿真評價、前擋玻璃力學性能和結構特點的研究提供了有益的參考。
【關鍵詞】：頭型模塊發(fā)射裝置 結構設計 汽車前擋風玻璃 有限元仿真
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.835
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 選題背景11
• 1.2 研究意義11-13
• 1.3 國內外研究狀況13-21
• 1.3.1 行人頭部模塊發(fā)射裝置設計研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3.2 汽車前擋風玻璃沖擊破壞仿真國內外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 研究內容與方法21-22
• 1.5 本章小結22-24
• 第二章 頭部模塊發(fā)射裝置的結構設計24-48
• 2.1 發(fā)射裝置設計的總體方案24-26
• 2.1.1 設計目標24
• 2.1.2 發(fā)射方案選擇24
• 2.1.3 方案實現(xiàn)原理分析24-26
• 2.2 蓄能機構的設計26-29
• 2.2.1 拉伸彈簧的參數(shù)設計27-28
• 2.2.2 拉伸彈簧靜強度校核28-29
• 2.3 牽引機構的設計29-34
• 2.3.1 梯形螺旋副的設計29-32
• 2.3.2 絲杠螺桿軸承選型32
• 2.3.3 軸承座設計32-33
• 2.3.4 步進電機及減速器選型33
• 2.3.5 聯(lián)軸器選型33-34
• 2.4 脫鉤機構的設計34-36
• 2.4.1 夾緊臂的設計35
• 2.4.2 驅動氣缸的選型35-36
• 2.5 角度調整機構的設計36-45
• 2.5.1 角度調整絲杠的設計37-41
• 2.5.2 減速齒輪副的設計41-44
• 2.5.3 大齒輪軸承選型44
• 2.5.4 角度調整步進電機選型44-45
• 2.6 連接釋放機構的設計45-46
• 2.7 緩沖機構的設計46
• 2.8 其他機構設計46-47
• 2.9 本章小結47-48
• 第三章 發(fā)射裝置重要零部件的校核檢驗48-61
• 3.1 牽引絲杠軸承校核48-49
• 3.1.1 靜強度校核48
• 3.1.2 計算軸承壽命48-49
• 3.2 角度調整絲杠軸承校核49-51
• 3.2.1 靜強度校核49-51
• 3.2.2 計算軸承壽命51
• 3.3 牽引絲杠螺桿鍵強度校核51-52
• 3.4 夾緊臂的強度校核52-55
• 3.4.1 網(wǎng)格劃分52-53
• 3.4.2 定義組件材料和屬性53
• 3.4.3 定義接觸和加載53
• 3.4.4 設置求解方式53
• 3.4.5 分析計算53-54
• 3.4.6 結果分析54-55
• 3.5 發(fā)射裝置動力學校核55-59
• 3.5.1 模型建立55-56
• 3.5.2 彈簧元件有效質量的確定方法56
• 3.5.3 各運動件的質量56-57
• 3.5.4 模型元件屬性設置57-58
• 3.5.5 仿真結果58-59
• 3.6 本章小結59-61
• 第四章 汽車前擋玻璃沖擊破壞仿真61-80
• 4.1 前擋玻璃幾何模型的逆向構建61-66
• 4.1.1 ATOS掃描測量前擋玻璃的前期準備63-65
• 4.1.2 ATOS掃描測量前擋玻璃65-66
• 4.1.3 數(shù)據(jù)處理66
• 4.2 假人頭型與前擋玻璃有限元模型66-73
• 4.2.1 風擋玻璃沖擊實驗裝置介紹67-68
• 4.2.2 汽車前擋玻璃有限元模型68-71
• 4.2.3 假人頭部模型71-73
• 4.3 仿真分析結果及評價73-76
• 4.4 前擋玻璃有限元模型的比較76-78
• 4.5 本章小結78-80
• 結論與展望80-82
• 參考文獻82-85
• 攻讀學位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

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本文編號：615317