保险杠结构参数化模型的建立与机械参数优化设计

1、    保险杠结构参数化模型的建立与机械参数优化设计    摘 要：本文首先介绍了汽车保险杠结构的数字cae建模，将3d建模的ides格式从ug软件导入到hyperworks软件中，以进行有限元分析，保险杠的参数化建模和详细的设计。保险杠的机械性能分析后，根据灵敏度对参数和结构设计的影响为保险杠的结构优化提出了切实可行的措施。关键词：hyperworks;模型建立;机械参数优化1 前言车辆的前端和后端均配备有不仅具有装饰功能的保险杠，而且还配备有吸收和减弱外部冲击力，保护车身并确保乘员安全的作用。同时，保险杠是最复杂的组件，车外零件数量最多。保险杠的外观

2、质量和样式是十分重要的，客户对车辆外观的判断很大程度上是来自它。它包括许多功能部件，例如能量吸收装置、牌照组件、各种照明装置、防撞警报器和保险等其他部件，因此保险杆的设计很难设计。2 保险杠功能2.1 在一定速度下发生碰撞时保护车辆如今设计汽车，安全是放在第一位的。保险杠是要求可以吸收碰撞能量并且降低伤害程度。一般要求可以吸收冲击能量，相当于8km/h的速度，有些规定放宽到4km/h。撞击后，有一些措施来保护车身和车身功能部件。2.2 发生碰撞时保护行人保险杠需要有柔软的表面，如果是撞击行人时，能保护他们。它不应锋利而坚硬，最好光滑而有弹性。某些汽车保险杠的前部是用非常柔软的聚氨酯泡沫制成的，

3、但是引擎盖的顶部就不同，上面是柔性材料，这就在保护行人的同时保护车体1。2.3 车身外部装饰保险杠与挡泥板、大灯灯体和车轮保护罩相匹配，使车辆更加美观。为了确保保险杠的侧面连接，保险杠与挡泥板之间的间隙以及与轮罩的连接，在保险杠与周围零件之间还有一些附加的定位点。2.4 配套功能一些保险杠需要与灯、牌照架、牌照和其他配件一起安装。可以使用安装底座或安装平台通过螺钉安装灯体，或设计灯板以安装灯并在设计时将灯体留在保险杠上要考虑的灯体尺寸。在设计和安装车牌时，应按照汽车和拖车的车牌和位置的法律要求。3 保险杠结构的cae数字化建模为了有效使用有限元分析方法，通过模拟仿真技术，从而达到检查保险杠结构

4、的机械性能的目的。首先，我们需要通过cae软件来建立保险杠结构的机械性能仿真模型。通过谨慎的处理结构，达到创建保险杠动力学模型的目的。在许多有限元分析软件中，使用hyperworks软件对保险杠结构进行数字cae建模的技术在国外已得到广泛应用。该程序根据用户需要，在大小和形状上有所改进优化。从实际的公司中，我们确定了标准计算机，它是用回旋模型建模的，后来又用于进一步开发的功能，并以各种软件中的iges格式进行独家系统分析。然后，我们对保险杠进行建模，使其具有理想的样本尺寸和更好的形状。由于保险杠的整体质量较重，但长度相对较软，因此必须将支架牢固并且可以将保险杠夹紧以防止其从上方掉落，这对稳定起

5、到了很好的作用，因此材料的厚度较厚。在四面体元素离散化之后，在空间结构中使用具有四个节点元素且元素大小为20mm的离散处理保险杠结构。创建三维立体螺栓模型，并使用hyperworks提供的螺纹接触的定义方法设置螺纹接触2。4 保险杠机械参数的优化设计保险杠的機械性能参数和设计灵敏度是影响保险杠正常运行的主要机械参数。保险杠材料的扭转强度，弯曲强度，材料厚度，弹性模量，泊松比和屈服强度是重要的机械性能参数。4.1 保险杠的机械性能参数实验表明，当剪切载荷时，柔韧性会迅速下降，并且扭曲会慢慢消失。仿真的结果在实践中也得到了证明，如果汽车保险杠的翼发生碰撞，并且在装载有效载荷时负载能力受到最大威胁，

6、则冲击力的冲击力会非常低并发生弯曲。由于衍射会引起一定的曲率，因此部件可能会在短时间内急剧下降3。4.2 保险杠灵敏度灵敏度分析可以有很多的用处，它能确定优化的方向，我们通过更改不同零件的尺寸来求解每个零件的厚度倒数方程。随着板材厚度的增加，车身质量对整体结构的影响大于刚度的影响。4.3 优化保险杠的机械结构首先，根据更换保险杠材料的要求，可以使用密度低且体积大的轻质材料。考虑屈服强度。其次，调整零件的几何位置和尺寸，增加钢筋，调整封闭结构并将原始非封闭结构更改为封闭结构。第三，通过不同的需求来控制保险杠材料的厚度，安装孔的位置根据需要设置，从而提高弹性模块和其他机械性能4。5 结束语机械结构的优化设计出现的不是很早，它是在20世纪发展起来的。这种优化主要基于一种将数学上的优化理论，并通过与设计领域相结合的方法，以便人们在解决某种机械问题时，可以解决其它的同类的机械问题。使得我们可以在设计中找到最适合的方案，通过完美的设计从而节省大量的人力物力，从而达到节省成本的目的。参考文献：1赖啸，刘勇，郭晟.汽车保险杠结构参数化模型的建立与机械参数优化设计j.汽车与驾驶维修（维修版），2018.2刘洁，张和平.基于ansys参数化语言的机械结构优化设计j.沈阳化工学院学报，2018，18（03）.3谭飞，王旭飞，焦登宁等.某微