汽车被动安全性的重要性已成行业的共识,但目前国内研究大多集中在已定型生产的实车检测方面,虽然实车检测是当前评价汽车产品被动安全性能的最终手段,但由于成本、生产周期等因素的考虑,使其在产品开发阶段的应用受到了限制.非线性有限元技术用于车辆的碰撞性能分析在国外已有多年的历史,该技术不仅能提供许多用实验方法无法直接测量的物理量,而且能方便地对结构进行修改,不断改进设计方案,对于缩短新车型的开发周期,降低开发成本具有重要的意义.由于中国独立开发轿车刚刚开始,在产品开发设计中考虑被动安全性以及进行碰撞性能分析还未见报道.该论文结合第一汽车集团公司长春汽车研究所的新一代国产全新小红旗轿车的开发过程,对碰撞模拟的数值方法、车辆典型薄壁直梁件和车身主要变形和吸能部件进行了系统的研究;对所有红旗轿车的车身部件都建立了详尽的基于碰撞发全分析的有限元模型.以此为基础,建立了中国第一个比较完备的整车碰撞分析模型,并进行了48.3km/hr前正碰撞的数值模拟.对于提高红旗轿车的被动安全性设计水平,保证该产品与国际市场的接轨起到了一定的作用.同时,作为工程应用的基础性研究,该论文从实用角度出发,通过具体算例,有选择性地介绍了不同因素和计算参数对计算结果的影响,对碰撞分析有限元模型的建立和计算提出建议,为车身结构件和整车碰撞的数值模拟计算提供依据;对典型薄壁直梁件进行了碰撞试验和模拟研究,得到了大量的模拟和试验数据,可作为后续研究的基础;点焊和翻边结构在车身设计中被广泛采用,该论文就其碰撞吸能也进行了有关的探讨.对小红旗轿车的保险杠总成、前纵梁总成和发动机罩总成的不同设计方案下的能量吸收性能进行了优选,对提高该车的碰撞安全性能有较大作用.同时,研究成果也可为其它新车型的开发和碰撞性能改进起到一定的借鉴作用.整车模型的建立和碰撞数值模拟填补了中国在这方面的空白.模型的工作量为三人年,规模和粗度与国外同类研究大体相当.为进行模型修正和主要吸能结构的失效模式验证,还就四个前纵梁总成和两辆小红旗轿车的白车身进行了相应的碰撞试验研究,在试验方法和试验数据处理等方面都有一定的进展.该文的研究结果表明,在新车型的开发阶段利用数值模拟方法进行车辆的碰撞性能分析可有效地提高新产品碰撞性能的可靠性,在产品的定型生产之前就能及时评价和改进车辆的碰撞性能.
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