蜂窩材料填充薄壁結(jié)構(gòu)的耐撞性分析研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，汽車的碰撞安全性越來越受到人們的關(guān)注與重視。如何利用車身現(xiàn)有的吸能部件提高車輛在各類碰撞事故中的耐撞性，已經(jīng)成為汽車碰撞安全領(lǐng)域中的一個重要課題。薄壁結(jié)構(gòu)是當(dāng)前汽車吸能部件中的主要結(jié)構(gòu)，但其傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在碰撞過程中依然存在許多不足，新型吸能結(jié)構(gòu)的研究已迫在眉睫。鋁蜂窩作為一種新型的輕質(zhì)多胞金屬材料，目前已被廣泛的應(yīng)用在了各種工程領(lǐng)域當(dāng)中，但由于其本身強度不高，若單獨作為吸能材料很難承受足夠大的沖擊力，難以保障汽車

2、碰撞過程中乘員的安全。因此，為了更好的對薄壁結(jié)構(gòu)與鋁蜂窩材料進行優(yōu)勢互補，將鋁蜂窩作為薄壁結(jié)構(gòu)的填充材料，形成新穎的蜂窩填充結(jié)構(gòu)，不僅可以有效增強薄壁結(jié)構(gòu)的吸能性，更能夠提高薄壁結(jié)構(gòu)的耐撞性。本文基于數(shù)值仿真與實驗相結(jié)合的方法，在前人對薄壁結(jié)構(gòu)以及蜂窩材料的研究基礎(chǔ)之上，利用顯式有限元與耐撞性分析的相關(guān)理論，采用近似模型技術(shù)與數(shù)值優(yōu)化的設(shè)計方法，對蜂窩材料填充薄壁結(jié)構(gòu)進行了耐撞性的分析研究與優(yōu)化設(shè)計。本文的研究內(nèi)容主要圍繞以下幾方面展開

3、：
　　首先，基于目前道路交通環(huán)境的復(fù)雜多變，本文在對蜂窩材料填充薄壁結(jié)構(gòu)進行耐撞性的分析研究中，采取了多工況（不同沖擊角度與不同沖擊速度）的耐撞性仿真分析，并結(jié)合實驗及對比研究，得到了在多工況的沖擊載荷作用下，薄壁管及蜂窩填充薄壁結(jié)構(gòu)的比吸能和峰值應(yīng)力的變化規(guī)律。其次，構(gòu)建Kriging近似模型，對薄壁管及蜂窩填充薄壁結(jié)構(gòu)進行單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明，蜂窩填充薄壁結(jié)構(gòu)的耐撞性要優(yōu)于薄壁管。最后，為了更進一步的提高比吸能、降低峰值