汽车车身结构耐撞性分析技术与应用研究

摘要

随着汽车保有量的增长，道路交通事故己经成为世界性的一大社会问题。目前世界各主要汽车生产国都制定了严格的碰撞安全法规，要求汽车生产和开发都必须通过严格的标准,我国也加大了对碰撞法规的研究，对汽车的碰撞性提出更高的要求。因此，在我国开展汽车安全性研究，提高整车碰撞安全性，降低交通事故的死亡，是我国汽车行业研究的重要课题，也是汽车制造企业十分紧迫的任务。本文基于某车型的正面碰撞仿真，对汽车车身的结构耐撞性分析方法进行了研究。
　　本文建立了整车碰撞有限元模型，并进行了仿真计算，并根据碰撞试验结果对仿真模型进行了验证，仿真结果和碰撞试验取得了较好的一致性，根据实验结果提出了车身结构可能存在的问题。分析了整车的结构特性，然后分别在车身速度、车身减速度、碰撞吸能、碰撞力、车身变形及转向管柱移动量等方面对整车的碰撞安全性进行了全面系统的分析，根据分析结果找到了车身结构存在的问题，对相应的结构进行了结构改进。对改进方案进了计算机仿真，分别在车身速度、车身减速度、车身变形及转向管柱移动量等方面对原方案仿真结果和改进后仿真结果进行了对比分析，分析结果表明整车碰撞安全性得到较大的改善，车身结构得到了优化，更改方案的仿真结果可以满足法规要求。根据改进方案进行了整车碰撞试验，分别在车身减速度、车身变形方面对实验结果进行了分析，试验结果达到了国家法规要求，证明了本文研究方法的有效性。

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第 1 章 概 述

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 车身结构耐撞性研究的历史及现状

1.3 车身结构耐撞性的有限元仿真研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第 2 章 车身结构耐撞性有限元分析的理论基础

2.1 显式有限元的发展历史[36]

2.2 非线性有限元控制方程

2.3 仿真中材料模型的考虑

2.4 时间积分与时步长控制

2.5 单元理论

2.6 接触碰撞界面算法

2.7 本章小结

第 3 章 整车碰撞的计算机仿真模型建立

3.1 引言

3.2 整车碰撞有限元模型的建立

3.3 整车碰撞仿真结果

3.4 整车碰撞有限元模型的验证

3.5 车身结构存在的问题

3.6 本章小结

第 4 章 结构碰撞安全性设计及试验验证

4.1 车辆结构耐撞性设计的一般方法和原则

4.2 车身强度分段设计

4.3 原方案结构耐撞性分析

4.4 车身结构的改进

4.5 结构改进后的碰撞仿真

4.6 结构改进后的碰撞实验

4.7 本章小结

第 5 章 全文总结与展望

参考文献

致谢