微型客车纵向碰撞仿真与耐性能优化设计研究

同济大学汽车学院同济同捷科技公司昆陈亮摘要]本文以某一微型客车为例,建立了碰撞几何模型,同济大学汽车学院同济同捷科技公司昆陈亮摘要]本文以某一微型客车为例,建立了碰撞几何模型,进行了碰撞计算机模拟,并与实验结果进行对比,验证了模型,,改进结果表明改进结果提高了汽车的被动安全性能 微型客车碰撞仿真被动安全性设计优化可以避免盲目性较好地节约成本缩短开发由于微型客车在我国拥有广泛的市场也是必须通过CMVDR294的主要车型之一,对于微型客车的碰撞性能的分析研究具有重大的意义。同时微型客车乘员区前部可变形区较短,碰撞吸能区域较小,客车独有的度同时 汽车的碰撞安全性问题是一个世界性的大问题,而汽车的纵向碰撞是发生概率最多的一种碰撞形式,且是随着我国碰撞安全法规的颁布实施,汽车的被动安全性时,一辆安全性能良好的汽车的前部保险杠应化解一定的冲击力。当冲击力超过保险杠的吸能能力时,汽车车身独有的安全舱结构将发生作用,通过牺牲乘座室以外横梁开始弯曲变形,在吸收能量的同时,纵梁也会按设计的要求变形吸能,但不应后退,从而避免对乘员舱造成冲击挤压,同时剩余的冲击力在车身整个加强结构中均匀传递,避免乘员舱发生变形和影响车门开启。由于汽车碰撞问题是一个十分复杂的力学问题,要从理论上的,采用有限元法进行计算机模拟计算是行之有效的方 2. 本文应用UG软件进行几何建模应用大型有限元软件MSC.patran进行网格划分,主要采用四边形壳单元,109888个,三角形单元数量为5%。应用前后两级网格划分方法前部主要变形区网格较密集5mm以提高模拟精确度;后部网格尺寸较前部略大,以节约计算时间,式20031©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrights此可见该模型的建立具有一定的准确性PAM50kmCRA软件进行碰撞仿真分析,1此可见该模型的建立具有一定的准确性PAM50kmCRA软件进行碰撞仿真分析,1257kg,1所列1B1 一般来说,一次碰撞过程过分剧烈和乘座室变形过的减速度值超过人体耐冲击阈值而直接致人伤亡,并可碰撞事故中乘座室变形过大,伤员被困在车内,不能及司乘人员身体上的最大减速度峰值,并且要求在整个碰撞过程中必须始终保证乘座室的完整性和小变形性,这就意味着乘座室要具有一定的刚度,只能吸收极少的冲击动能,而大部分的冲击动能必须由驾驶室前部的吸能微型客车前部变形区长度通常较短通过增加变形区刚度的方法可以使变形区吸收更多的能量。但是变形区刚度过高必将导致碰撞过程中的减速度值增加而够撞击动能的前提下控制变形刚度具有重要意义。同时,也要注意到过渡区刚度匹配,保证乘员区具有足够因此,在整车前部变形区长度不能增加的情况下12. 出的产品设计方案进行安全性评估,提出设计改进办法从而提高新车型满足极高的碰撞安全性要求的成功大并且车身结构在碰撞过程中具有材料非线性和几何的过程中常用指标为B柱减速度和时间历程曲线。当两者之间误差不超过20%时,则认为原始模型是正确的2为计算曲线与2可知,两条曲线波动趋势和数值大小基本吻合,©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrights密度2.03×105M0.gm元件设计改良,以保证驾驶室具有足够的变形刚度,确,他吸能元件的结构连接方式与匹配来提高整体结构的形模式吸收碰撞动能3. 由试验结果可知元件设计改良,以保证驾驶室具有足够的变形刚度,确,他吸能元件的结构连接方式与匹配来提高整体结构的形模式吸收碰撞动能3. 由试验结果可知焊连接该处由于刚度较大未出现理想的压溃变形因此减小了纵梁的吸能能力使整车加速度峰值过高。车门框变形量大3为车门框变形图。此微型车不能满足碰撞法规的要求3,3. 在汽车发生碰撞时汽车绝大部分的能量必须由前纵梁通过溃缩变形来吸收以保证车身覆盖件向车内的侵入位移不致于过大。因此必须对该车的纵梁进行改进。为使纵梁以理想的屈曲形式压溃变形,减小横向圆管材料厚度的方法来减小纵梁局部刚度,本文结合具体车型,将实车试验、计算机模拟和理论分析相结合,对汽车局部结构进行改进,大大提高了.梁的部位上下开诱导口使诱导结构处产生应力集中而使纵梁在横向圆管处产生压溃变形使纵梁以可控方式进行理想的压溃吸能,提高纵梁吸能能力,降低一次碰撞减速度峰值。在纵梁吸能能力提高的同时,车门框刚度以减小门框变形 从改进前后加速度曲线对比图图4)和车门框变形位移曲线对比图(图5)可以得出:整车加速度峰值降4