suv汽車正面碰撞以及行人保護(hù)加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)學(xué)士學(xué)位論文

上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)SUV汽車正面碰撞以及行人保護(hù)加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)PAGEPAGE1各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙目錄摘要 4ABSTRACT 50引言 61本文研究的意義和主要內(nèi)容 71.1本課題研究的背景和意義 71.2國內(nèi)外汽車碰撞模擬研究的現(xiàn)狀 81.3汽車被動(dòng)安全性研究的內(nèi)容 101.3.1 車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究 111.3.2汽車結(jié)構(gòu)耐撞性研究方法 121.4本文研究的主要內(nèi)容 152車身制造四大工藝 152.1車身沖壓工藝性 162.2車身焊裝工藝性 172.3車身涂裝工藝性 192.4車身總裝工藝性 203本文選題研究的主要理論方法 203.1有限元的基本思想和理論 203.2碰撞模擬的非線性有限元基本理論 213.2.1物體的構(gòu)形描述及質(zhì)量守恒方程 233.2.2運(yùn)動(dòng)微分方程 233.2.3能量方程 253.2.4結(jié)構(gòu)有限元離散化 263.2.5時(shí)間積分算法 274SUV車的介紹與正碰校核及加強(qiáng) 284.1產(chǎn)品市場定位與碰撞要求 284.1.1本車的目標(biāo)市場 294.1.2白車身強(qiáng)度及碰撞要求 294.2NCAP法規(guī)的介紹 294.3本SUV車主要吸能結(jié)構(gòu) 304.4前縱梁彎曲剛度計(jì)算 314.4.1前縱梁彎曲剛度計(jì)算概述 314.4.2有限元模型 314.4.3 材料 324.4.4計(jì)算內(nèi)容 324.5防撞梁低速碰撞分析及修改方案 364.5.1原方案的分析 364.5.2加強(qiáng)方案 384.5.3 對比結(jié)果及建議 404.6根據(jù)NCAP法規(guī)加強(qiáng)前縱梁的耐撞性 414.6.1前縱梁的耐撞性研究概述 414.6.2與RX350縱梁的比較與仿真模擬 424.6.316Km/h低速碰撞 444.6.450Km/h正面碰撞 454.6.5車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案 475根據(jù)NCAP行人保護(hù)的校核 485.1行人保護(hù)的目的 485.2參考標(biāo)準(zhǔn) 485.3 分析內(nèi)容 485.4行人保護(hù)校核結(jié)果 516全文總結(jié) 51參考文獻(xiàn) 53譯文 55原文說明 66摘要隨著汽車保有量的增長，道路交通事故己經(jīng)成為世界性的一大社會(huì)問題。全世界每年死于道路交通事故的人數(shù)估計(jì)超過50萬人，道路交通事故給人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重的災(zāi)難。因此汽車被動(dòng)安全技術(shù)的研究己經(jīng)成為當(dāng)今世界汽車科技研究的一大嚴(yán)峻課題。在汽車正面碰撞事故中，主要承受碰撞沖擊力的部件有保險(xiǎn)杠系統(tǒng)、前縱梁、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等部件，在正撞時(shí)這些部件吸收的能量占總吸收能量的50%左右。其中，最主要的吸能部件是保險(xiǎn)杠系統(tǒng)和前縱梁，因此本文在進(jìn)行白車身的碰撞仿真之前，首先單獨(dú)對這些部件進(jìn)行全面的碰撞仿真，從動(dòng)力響應(yīng)特性和吸能特性兩方面對結(jié)構(gòu)的碰撞性能進(jìn)行分析，從中獲取提高結(jié)構(gòu)碰撞性能的措施，指導(dǎo)后來的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文以SUV車的正面碰撞試驗(yàn)為例，利用CATIA和HyperMesh軟件建立了由殼單元、梁單元、三維實(shí)體單元組成的整車有限元模型。進(jìn)行了正面碰撞的模擬，結(jié)合仿真結(jié)果，確定了整車車身結(jié)構(gòu)耐撞性方面的薄弱環(huán)節(jié)，并據(jù)此探討了結(jié)構(gòu)件耐撞性改進(jìn)的辦法。關(guān)鍵詞：SUV車，正面碰撞，耐撞性，仿真ABSTRACTWiththeincreasingofautomobileamount,trafficaccidenthasbecomeaseriousproblemintheworld.Thenumberthatthewholeworldannuallydiedintheroadtrafficaccidentestimatestoexceed50myriadpeoples,roadtrafficaccidentgivethelifeandpropertysafetyofmankindbringseriousofdisaster.Sotheresearchofautomobilepassivesafetytechniquehasalreadybecomeanausterelessonofnowadaysworldcartechnologyresearch.Inearlyperiodautomobilesideimpactsafetyresearchrepeattestprimarilyisadopted,automobilestructuralcrashworthiness,occupantrestraintsystemandperformancetestdependonexperimentandexperience,thisdemandaverylongresearchperiod,italsodemandalotofmanpower，materialresourcesandthefinancialpower,evenifsuch,theresultthatrepeattestgotisalsouncertainideal.Withthemodemsciencetechniquedevelopeddeeply,appearanceofapasselofadvancedautomobilevirtualtestingsoftoffernicerfoundationforresearchofautomobilesideimpactpassivesafety.Mainadvantageofvirtualtestingis:inthedesignstageofautomobileproductwecanimitateandanalyzeautomobileproduct,Andwecanexpedientlyactualizetheanalysisandresearchofimpactformwhichrealcarexperimentcannotimplement,completelyfindandsolvetheproblem,shortendevelopingperiodandreduceresearchexpenses.AccordingtosomeSUVvehiclefrontalcrashtest,thewholevehicleCAEmodelisbuiltwhichiscomposedofshell,beamandsolidparts.Comparingtotestdata,themodelisprovedfeasible.Keyfactorsforsimulationarepointedout,andsomeresultshavebeenobtained.Keywords:SUV,FrontalCrash,Crashwothiness,SimulationSUV汽車正面碰撞以及行人保護(hù)加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)傅其剛02610780引言隨著汽車速度的提高，汽車保有量的增加，汽車交通事故逐年增多，盡管各種安全措施不斷加強(qiáng)，但是從根本上說交通事故在很長一段時(shí)期內(nèi)是無法避免的。從全世界的統(tǒng)計(jì)數(shù)字來看，每年因道路交通事故而死亡的人數(shù)己高達(dá)50多萬人，傷1000萬人以上，因此汽車的碰撞安全性問題己成為近十多年來汽車工業(yè)的主要研究問題和攻關(guān)方向。目前世界各主要汽車生產(chǎn)國都制定了嚴(yán)格的汽車碰撞安全法規(guī)要求，汽車開發(fā)和生產(chǎn)都必須通過嚴(yán)格的執(zhí)行法規(guī)。汽車安全性分為“主動(dòng)安全性”和“被動(dòng)安全性”。所謂“主動(dòng)安全性”，也稱為事故預(yù)防性能，是指汽車能夠識別潛在的危險(xiǎn)因素而自動(dòng)減速，或者當(dāng)突發(fā)因素作用時(shí)，能夠在駕駛員的操縱下避免發(fā)生碰撞的性能，包括可靠性，環(huán)境可見性，操縱穩(wěn)定性和加速制動(dòng)性。而“被動(dòng)安全性”則是指汽車發(fā)生不可避免的汽車產(chǎn)品的被動(dòng)安全性，以滿足正面碰撞實(shí)驗(yàn)的要求。并且力爭在汽車新品開交通事故時(shí)，能夠?qū)噧?nèi)乘員或車外行人進(jìn)行保護(hù)，以免發(fā)生傷害或者將傷害減到最低程度的性能。根據(jù)目前的汽車技術(shù)和事故統(tǒng)計(jì)，交通事故的發(fā)生在今后很長一段時(shí)間內(nèi)仍不可避免。因此，各汽車制造廠商都正在抓緊時(shí)機(jī)提高其現(xiàn)有的發(fā)中，提高產(chǎn)品的被動(dòng)安全性，力圖以核心競爭力的提升占據(jù)市場競爭的制高點(diǎn)。1本文研究的意義和主要內(nèi)容1.1本課題研究的背景和意義CMVDR294法規(guī)規(guī)定汽車生產(chǎn)廠家，在每一種新車型上市之前，必須到國家汽車碰撞實(shí)驗(yàn)中心，進(jìn)行48公里/小時(shí)的實(shí)車正碰實(shí)驗(yàn)。并且對己獲得認(rèn)證的在生產(chǎn)車型還必須進(jìn)行兩年一次的碰撞抽查。但實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)要在樣車生產(chǎn)出來之后進(jìn)行，而且碰撞實(shí)驗(yàn)是破壞實(shí)驗(yàn)，這種“試錯(cuò)性實(shí)驗(yàn)”導(dǎo)致汽車設(shè)計(jì)周期長、費(fèi)用高，不能在設(shè)計(jì)早期快速的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，所以碰撞實(shí)驗(yàn)只能作為全面的最終質(zhì)量檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，不適合開發(fā)階段需要。雖然國內(nèi)己經(jīng)有研究單位和大的汽車企業(yè)建立了汽車碰撞實(shí)驗(yàn)室，通過昂貴的儀器設(shè)備和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)方法來解決汽車的安全性問題，但這種實(shí)驗(yàn)方法不但花費(fèi)太多、耗時(shí)太長，且不能在設(shè)計(jì)階段估計(jì)汽車碰撞的安全性問題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)成本的迅速降低，以有限元法為主的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)得到飛速發(fā)展，使得計(jì)算仿真技術(shù)和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究相結(jié)合，使得新車型的被動(dòng)安全性在設(shè)計(jì)研發(fā)階段就得到控制，減少設(shè)計(jì)費(fèi)用，縮短開發(fā)周期。同時(shí)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以為汽車安全部件生產(chǎn)廠家提供汽車被動(dòng)安全性的資料。例如，在汽車安全氣囊的開發(fā)中，通過汽車碰撞仿真技術(shù)，獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，減少實(shí)車的碰撞次數(shù)，為企業(yè)減少費(fèi)用，縮短開發(fā)周期。車身結(jié)構(gòu)耐撞性研究：主要是研究轎車和微型客車的車身結(jié)構(gòu)對碰撞能量的吸收特性，尋求改善車身結(jié)構(gòu)耐撞性的方法，使得車身結(jié)構(gòu)在外力沖擊下能以預(yù)計(jì)的方式變形，其變形能量控制在一定的范圍內(nèi)。在保證乘員安全空間的前提下，車身變形吸收的能量最大，從而使傳遞給車內(nèi)乘員的碰撞能量降低到最小，盡可能使乘員受到的減速度最小。通過車身結(jié)構(gòu)的耐撞性分析，使車身滿足理想的正面碰撞變形特性。當(dāng)?shù)退倥鲎矔r(shí)，變形以及變形力值都比較小，以保護(hù)行人或車輛自身；當(dāng)發(fā)生中速碰撞時(shí)，變形應(yīng)盡量均勻，以最大限度地降低撞擊加速度峰值；當(dāng)發(fā)生高速碰撞時(shí)，為了阻止變形擴(kuò)展到駕駛室，從懸架到車身前圍板之間的變形應(yīng)急劇上升。1.2國內(nèi)外汽車碰撞模擬研究的現(xiàn)狀國外對汽車碰撞研究比較早，技術(shù)水平也比較高。最早開始碰撞研究的是美國。早期的汽車碰撞研究主要是進(jìn)行各種條件下的碰撞試驗(yàn)，包括實(shí)車碰撞試驗(yàn)和各類模擬實(shí)驗(yàn)。六十年代人們開始了計(jì)算機(jī)碰撞模擬技術(shù)。七十年代美國開始用計(jì)算機(jī)輔助交通事故分析，分析軟件有NHTSA（美國道路安全局）的SMAC、CRASH3、EDCRASH等。而近20年計(jì)算機(jī)碰撞模擬技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)有了許多成熟的用于碰撞模擬的商業(yè)化軟件。目前，在國際上汽車被動(dòng)安全研究方面，具有代表性的商業(yè)軟件有:美國的CDL3D軟件、DYNA3D軟件、ANSYS/LS-DYNA軟件，荷蘭的MADYMO軟件，法國的PAM-CRASH軟件。根據(jù)建模的方法和功能不同，可以將這些軟件分成兩類：一類是CVS（CrashVictimSimulation）碰撞傷害軟件，主要模擬在汽車碰撞事故中乘員與環(huán)境的相互作用，以CDL3D和MADYMO為代表；另一類是采用顯示有限元理論建模，主要用來描述車身結(jié)構(gòu)的抗撞行，以DYNA3D、ANSYS/LS-DYNA和PAM-CRASH為代表?？偟膩碚f，這些軟件能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)假人在碰撞過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，人體生物學(xué)和碰撞假人的開發(fā)，碰撞受害者模擬，碰撞受害者保護(hù)措施的優(yōu)化；對車身結(jié)構(gòu)碰撞大變形進(jìn)行模擬，安全車身開發(fā)，汽車結(jié)構(gòu)抗撞行模擬；在碰撞法規(guī)試驗(yàn)中進(jìn)行碰撞模擬。由此可見，國外在汽車碰撞計(jì)算機(jī)模擬方面已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，達(dá)到了很高的水平。國內(nèi)在汽車碰撞仿真方面雖然起步較晚，但是在引進(jìn)國外的先進(jìn)軟件之后，發(fā)展速度也是非?？斓?。目前在我國，汽車的被動(dòng)安全性是汽車安全性研究的重要課題，而且人們對汽車的被動(dòng)安全性的要求也越來越高。盡管我國對汽車被動(dòng)安全性的研究不足十年，但取得了顯著的成績，不僅制定了和國際接軌的系列法規(guī)，而且在試驗(yàn)研究方面已經(jīng)具備了開展模擬碰撞實(shí)驗(yàn)以及整車的碰撞試驗(yàn)?zāi)芰?。汽車被?dòng)安全性的碰撞模擬研究工作已經(jīng)迅速發(fā)展起來。當(dāng)前我國的汽車碰撞模擬仿真的研究工作主要分為兩個(gè)方面：一個(gè)方面是應(yīng)用有限元的方法研究在碰撞過程中的汽車車身、車架的變形情況，速度和加速度的值，以及各部分的應(yīng)力分布情況；兩一方面應(yīng)用多剛體動(dòng)力學(xué)研究汽車在碰撞過程中，人體各部分的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和人體各部分的傷害值。動(dòng)態(tài)非線性有限元方法適用于計(jì)算結(jié)構(gòu)變形，它能夠得到汽車各個(gè)部件在碰撞過程中的變形情況。在計(jì)算方法上，采用顯式積分法中的中心差分法。目前國內(nèi)應(yīng)用最多的軟件是國外引進(jìn)的LS-DYNA3D、ANSYS/LS-DYNA和PAM-CRASH軟件。1992年湖南大學(xué)將DYNA3D軟件引入我國，并應(yīng)用該程序進(jìn)行了假人碰撞試驗(yàn)的有限元分析。該校的鐘志華教授提出了汽車碰撞的有限元方法，還應(yīng)用駕駛員和安全帶構(gòu)造了碰撞模擬模型。1996年，清華大學(xué)應(yīng)用DYNA3D軟件研究了車架的耐撞性能，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了背景吉普BJ121的車架的碰撞模擬仿真。吉林大學(xué)與長春汽車研究所合作于1997年在SGI圖形工作站上建立了國內(nèi)比較完整的汽車碰撞模擬，并通過了可視化技術(shù)得到了汽車結(jié)構(gòu)碰撞變形的整個(gè)過程。應(yīng)用多剛體動(dòng)力學(xué)，可以研究汽車在碰撞過程中人體各部分的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和人體各部分的傷害值。目前，國內(nèi)使用的軟件有MADYMO、CAL3D軟件。1992年，清華大學(xué)引進(jìn)美國的CAL3D軟件應(yīng)用多剛體動(dòng)力學(xué)，研究人體在汽車碰撞過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，建立了二維的成員座椅模型。1998年，清華大學(xué)合作開發(fā)了汽車碰撞人體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)三維模擬計(jì)算軟件系統(tǒng)MUL3D，并應(yīng)用該軟件對汽車撞行人的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了模擬計(jì)算。同時(shí)，隨著國家安全法規(guī)的實(shí)施，國內(nèi)有許多家單位相繼成立了碰撞實(shí)驗(yàn)室：長春國家汽車技術(shù)檢測中心、天津國家汽車技術(shù)檢測中心、上海市機(jī)動(dòng)車檢測中心、湖南大學(xué)汽車碰撞實(shí)驗(yàn)室等。它們的建立，極大的促進(jìn)了實(shí)車試驗(yàn)和整車模擬研究的結(jié)合。1.3汽車被動(dòng)安全性研究的內(nèi)容汽車安全性分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性口主動(dòng)安全性是指汽車能夠識別潛在的危險(xiǎn)因素自動(dòng)減速，或當(dāng)突發(fā)的因素作用時(shí)，能夠在駕駛員的操縱下避免發(fā)生碰撞事故的性能。被動(dòng)安全性是指汽車發(fā)生不可避免的交通事故后，能夠?qū)噧?nèi)乘員或車外行人進(jìn)行保護(hù)，以免發(fā)生傷害或使傷害降低到最低程度的性能。汽車被動(dòng)安全性研究內(nèi)容包括車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究、人體碰撞生物力學(xué)研究、乘員約束系統(tǒng)及安全駕駛室內(nèi)飾組件的開發(fā)研究等。車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究自身保護(hù)區(qū)低速防護(hù)區(qū)自身保護(hù)區(qū)低速防護(hù)區(qū)相容區(qū)相容區(qū)力力變形距離保險(xiǎn)杠變形距離保險(xiǎn)杠圖1.1車輛前部理想變形曲線車身結(jié)構(gòu)耐撞性研究主要是研究轎車和微型客車的車身結(jié)構(gòu)對碰撞能量的吸收特性，尋求改善車身結(jié)構(gòu)耐撞性的方法，使得車身結(jié)構(gòu)在外力沖擊下能以預(yù)計(jì)的方式變形，其變形量能控制在一定的范圍內(nèi)。在保證乘員安全空間的前提下，車身變形吸收的能量最大，從而使傳遞給車內(nèi)乘員的碰撞能量降低到最小，盡可能使乘員所受到的減速度最小。通過車身結(jié)構(gòu)的耐撞性分析，使車身滿足理想的正面碰撞變形特性，其特性曲線見圖1.1所示。在低速碰撞時(shí)，變形以及變形力值都比較小，以保護(hù)行人或車輛自身;當(dāng)發(fā)生中等速度的碰撞時(shí)，變形應(yīng)盡量均勻，以最大限度地降低撞擊加速度峰值;當(dāng)以發(fā)生高速碰撞時(shí)，為了阻止變形擴(kuò)展到駕駛室，從懸架到車身前圍板之間的變形應(yīng)急劇上升。1.3.2汽車結(jié)構(gòu)耐撞性研究方法有限元法是力學(xué)、計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代化研究方法。一般說來，汽車耐撞性的研究主要有兩種手段，即實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)仿真研究。在汽車耐撞性的研究中，受技術(shù)要求、時(shí)間和資金的限制，通常在不同的研究開發(fā)階段，采用相應(yīng)的研究方法。汽車耐撞性的研究最早是通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行的。1）實(shí)驗(yàn)研究由于汽車碰撞事故形態(tài)千差萬別，安全性能的評價(jià)也必須從不同的角度進(jìn)行，但歸納起來主要是確保生存空間、緩和沖擊、防止火災(zāi)等。根據(jù)這些目的，試驗(yàn)方法可分為四大類：實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)、臺架沖擊實(shí)驗(yàn)、臺車碰撞模擬實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。實(shí)車撞車試驗(yàn)：實(shí)車撞撞試驗(yàn)是綜合評價(jià)撞車時(shí)車輛安全性能的基本實(shí)驗(yàn)方法，主要用來對己開發(fā)出的成品車型進(jìn)行按法規(guī)要求的實(shí)驗(yàn)，以鑒定其是否達(dá)到法規(guī)要求。1989年我國參照各國法規(guī)制定了國家標(biāo)準(zhǔn)。作為整車碰撞最終實(shí)驗(yàn)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)主要有三項(xiàng)指標(biāo)：汽車乘員碰撞保護(hù)，防止轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對駕駛員的傷害和汽車碰撞時(shí)燃油泄露。實(shí)車碰撞試驗(yàn)準(zhǔn)備工作十分復(fù)雜，并且很費(fèi)時(shí)，而且要使用實(shí)車碰撞，作為破壞性試驗(yàn)，它的費(fèi)用十分昂貴。臺架沖擊實(shí)驗(yàn)：臺車沖擊試驗(yàn)主要用來模擬人體不同部位與車輛有關(guān)部件之間的碰撞。評價(jià)其沖擊吸能性能。如為了滿足FMVSS203法規(guī)的要求，人們常采用形狀和質(zhì)量類似人體肢干的質(zhì)量塊沖擊轉(zhuǎn)向器，測量轉(zhuǎn)向器與人體產(chǎn)生的碰撞力的大小。實(shí)驗(yàn)裝置有射出式、落下式和擺動(dòng)式試驗(yàn)機(jī)，可進(jìn)行頭部沖擊試驗(yàn)、胸部沖擊試驗(yàn)、部件沖擊試驗(yàn)等。臺車碰撞模擬實(shí)驗(yàn)：臺車碰撞模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)壳傲餍械闹饕袃煞N類型，即沖擊型和發(fā)射型。沖擊型模擬碰撞與實(shí)車的碰撞過程相仿，它是將安裝有實(shí)驗(yàn)件的臺車加速到規(guī)定的速度與固定障礙壁相撞，模擬實(shí)車的碰撞過程及實(shí)現(xiàn)法規(guī)的沖擊波形。發(fā)射型模擬碰撞實(shí)驗(yàn)是用預(yù)先積蓄好的能量將安裝有實(shí)驗(yàn)件的平臺發(fā)射出去，給予加速?zèng)_擊。與實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)不同，臺車碰撞模擬實(shí)驗(yàn)不僅要控制碰撞速度，也要控制速度波形，而實(shí)車碰撞試驗(yàn)只控制碰撞速度。靜態(tài)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)：靜態(tài)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)可代替一些動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行評價(jià)，但主要作為動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)分析的輔助實(shí)驗(yàn)。這種方法是分析各種動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)及事故再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)等測得的對象部位或零件上產(chǎn)生的負(fù)荷，然后評價(jià)其靜強(qiáng)度的模擬實(shí)驗(yàn)（或代用試驗(yàn)）。2）計(jì)算機(jī)仿真研究汽車結(jié)構(gòu)耐撞性分析的目的是確定車身等部件的變形與吸能特性，從而達(dá)到保護(hù)車內(nèi)乘員的日的。早期的耐撞性研究主要采用試驗(yàn)手段來進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)需要相同樣車試制出來才能進(jìn)行，且費(fèi)用和時(shí)間消耗巨大，同時(shí)也不可能對所有的碰撞方案進(jìn)行嘗試。并且，由于實(shí)驗(yàn)中有一些隨機(jī)因素的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往不夠穩(wěn)定，可重復(fù)性差。因此，實(shí)驗(yàn)方法研究汽車結(jié)構(gòu)的耐撞性有很大的局限性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在計(jì)算速度、內(nèi)存容量以及圖形功能等方而的發(fā)展，使得采用計(jì)算機(jī)仿真方法來進(jìn)行汽車被動(dòng)安全性研究成為可能。與實(shí)驗(yàn)方法相比，計(jì)算機(jī)仿真有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）所需周期短。計(jì)算機(jī)仿真與CAD/CAM相結(jié)合，使得新產(chǎn)品的被動(dòng)安全性能在產(chǎn)品的開發(fā)過程中就可以得到控制，減少產(chǎn)品的開發(fā)研制周期。（2）所需費(fèi)用低廉。由于在實(shí)驗(yàn)中，通常的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為光測量和電測員相結(jié)合的系統(tǒng)，費(fèi)用很昂貴。但在進(jìn)行整車被動(dòng)安全性仿真時(shí)，不需要進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)，因此可以節(jié)約大量的人力與物力。（3）具有可重復(fù)性。由于實(shí)驗(yàn)過程受很多隨機(jī)因素的影響，因此在研究不同的系統(tǒng)參數(shù)對安全性能的影響時(shí)，不易得到明確的結(jié)果，而計(jì)算機(jī)仿真依賴于計(jì)算機(jī)硬件本身，所以，當(dāng)改變某一參數(shù)時(shí)，可以很容易地得到該參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。（4）可以獲得任意所需數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)中要獲得較多的數(shù)據(jù)，就必須增加傳感器和高速攝像機(jī)的數(shù)量，而且傳感器的安裝位置要求以及不可攝像點(diǎn)的存在，有些數(shù)據(jù)是不可獲得的。而計(jì)算機(jī)仿真在數(shù)據(jù)獲得方而是不受限制的，只要在所關(guān)心的點(diǎn)上建立一個(gè)描述坐標(biāo)即可。（5）不受時(shí)間、空問、氣候等條件的限制，可以隨時(shí)進(jìn)行。雖然計(jì)算機(jī)模擬具有實(shí)驗(yàn)無法比擬的優(yōu)越性，但由于計(jì)算機(jī)模擬方法所建立的汽車整車模型或部件模型，還有很多局限性，并不可能完全反映真實(shí)的碰撞過程，所以計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)在并沒有完全脫離實(shí)驗(yàn)或完全代替實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)性能和模擬方法的限制，計(jì)算機(jī)模擬的周期也很長。日前，汽車生產(chǎn)廠家大多采用實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬相互結(jié)合的方法開發(fā)新的產(chǎn)品。1.4本文研究的主要內(nèi)容本文通過計(jì)算機(jī)模擬作為研究手段，采用理論分析和計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合的方法，針對某SUV車正面碰撞中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)吸能問題展開研究。本論文主要從以下幾個(gè)方面對某SUV車的正面碰撞試驗(yàn)和仿真進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究：（1）以某SUV車的正面碰撞試驗(yàn)為例，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)論，列出了該車在正面碰撞中存在的一些問題。（2）對車輛碰撞分析的非線性動(dòng)態(tài)有限元方法進(jìn)行了比較系統(tǒng)的論述。闡述了有限元單元理論、結(jié)構(gòu)板殼單元等對碰撞模擬比較關(guān)鍵的理論，并以碰撞分析軟件LS-DYNA為例，介紹了顯式差分方法的具體算法。（3）建立了SUV車的整車有限元模型，并進(jìn)行了仿真。根據(jù)仿真結(jié)果，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)論，找出了問題的根源，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。（4）針對SUV車正面碰撞中吸能的典型結(jié)構(gòu)件――前縱梁，分析了影響其吸能效果的主要因素。2車身制造四大工藝車身制造四大工藝包括：沖壓，焊裝，涂裝，總裝2.1車身沖壓工藝性盡量減少拉伸深度：淺拉伸深度可能避免使用高價(jià)的高性能材料，增加采用高強(qiáng)鋼材的可能性，減少廢料，減少工續(xù)，從而減少模具和生產(chǎn)成本。盡量增大曲率半徑：比較大的R角可能減輕產(chǎn)品局部變形程度，減少縮頸、開裂幾率，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。見圖2.1,R1、R2>4T,R3>6T圖2.1曲率半徑的選擇在功能性允許的情況下盡量增大拔模斜度，以利于產(chǎn)品成型和使拔模方便易行。減少卡模的可能性，也減少表面擦傷。具體說明見圖2.2。兩個(gè)B是推薦的方式，工藝性均優(yōu)于A方式。圖2.2拔模角的選擇造型不合理類:在做產(chǎn)品造型時(shí)應(yīng)充分考慮到工藝的可行性，不能片面追求形狀而忽略工藝，如：造型復(fù)雜模具壽命低圖2.3造型不合理2.2車身焊裝工藝性1）沖壓件的可移性零件的形狀易于被抓起和移位，不割手，不變形，不超重。大型組件要求形成框架結(jié)構(gòu)，防止變形；如形狀、，減少U型、X型及其它異型。盡量避免設(shè)計(jì)易變形的大型組件（如地板面版），易變形的大型組件上設(shè)計(jì)增加剛度的小結(jié)構(gòu)，單個(gè)零件要便于存放、拿取、放件時(shí)不易扭曲變形。盡量避免設(shè)計(jì)需要兩個(gè)人搬運(yùn)或機(jī)械搬運(yùn)的大型零件。2）沖壓件的焊裝可/易夾性盡量不夾在外表面上以及其反面，以減少損傷及打磨修理工作量。夾緊面應(yīng)該設(shè)計(jì)成平面，以利于簡化夾具。最好是單一平面，（X平面，Y平面，和Z平面）以利于夾具設(shè)計(jì)和尺寸控制。3)焊裝易定位性以孔/銷定位方式為首選，型面定位方式為次選，不得已情況下采用邊緣定位方式。定位孔盡可能在主平面上；各定位孔盡可能互相平行；定位型面盡可能要求在平面上，減少曲面定位，杜絕交接面定位。定位點(diǎn)位置、數(shù)量及方向設(shè)計(jì)合理。定位順序設(shè)計(jì)合理，以保證定位的唯一性。4)焊裝可/易焊性所有焊點(diǎn)均可由公司的焊槍完成。（無焊點(diǎn)設(shè)在焊槍死角）有足夠的焊鉗進(jìn)出零件的空間；能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)焊面與焊鉗極臂垂直；有電極焊接時(shí)的運(yùn)動(dòng)空間；有足夠的可視空間，至少能看見一個(gè)極臂與板件的接觸點(diǎn)；零件不能與焊鉗鉗身、懸掛鋼纜、焊鉗轉(zhuǎn)盤相干涉。同一工位焊槍能達(dá)到所有預(yù)定焊點(diǎn)位置，不換或少換焊槍。零件形狀所構(gòu)成的焊接面能適合普通X型、C型焊鉗焊接；同一焊接工位焊接實(shí)現(xiàn)使用盡可能少的焊鉗種類，以減少換焊槍的時(shí)間；能夠使用同一型號焊鉗焊接的焊點(diǎn)，焊接料厚盡可能接近，以便于參數(shù)統(tǒng)一，以減少切換焊接參數(shù)的時(shí)間。5)結(jié)構(gòu)膠/密封膠可/易加性結(jié)構(gòu)膠簡單易加。加密封簡單易行?？p隙均勻密合適合涂膠。盡量減少需要人工填塞的老鼠孔。外觀件內(nèi)結(jié)構(gòu)支撐件與外觀件之間涂敷膨脹結(jié)構(gòu)膠間隙要求為3～5mm，最大6mm。表2.1點(diǎn)焊三層板搭接順序要求No.搭接狀態(tài)說明料厚要求1薄板在中間，厚板在兩側(cè)最薄料厚：最厚料厚≥1：3側(cè)邊最薄料厚：其余`兩料厚之和≥1：42厚板在中間，薄板在兩側(cè)3薄板、厚板按順序疊加6)壓邊可/易壓性壓邊簡單易行。符合模具包邊的要求。7)四門兩蓋、翼子板的可裝配性裝配件的結(jié)構(gòu)便于裝配，平度和間隙易保證，安裝點(diǎn)位置和數(shù)量要合理。2.3車身涂裝工藝性1)與其他車型的運(yùn)載通融性（柔性生產(chǎn)的考慮）此項(xiàng)檢查，其目的是本車型的柔性程度，如與本公司其他車共用定位點(diǎn)。下部定位是否符合柔性生產(chǎn)的要求（具有與現(xiàn)有車型相同的定位孔）吊具不同車型能混線生產(chǎn)（具有與現(xiàn)有車型相同的吊孔）掛吊的車身強(qiáng)度查核,重心核查。2)噴涂死區(qū)盡量從設(shè)計(jì)上消除噴涂死區(qū)。避免增加步驟。3)噴涂工藝器具和輔具簡單易行需要的噴涂工藝器具少，輔具機(jī)構(gòu)簡單，易設(shè)計(jì)，易制造，易使用2.4車身總裝工藝性總裝模塊安排的合理性：1.零部件安裝的分塊要簡單。2.零部件安裝的分塊要合理。3.零部件數(shù)目最小化。零部件安裝的分塊要遵循：安裝操作盡量簡單，易保證裝配質(zhì)量的原則。3本文選題研究的主要理論方法3.1有限元的基本思想和理論在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，對許多力學(xué)問題和物理問題，人們已經(jīng)得到了它們應(yīng)遵循的基本方程(常微分方程和偏微分方程)和相應(yīng)的邊界條件。但能用解析法求出精確解的只是少數(shù)方程性質(zhì)比較簡單，且?guī)缀涡螤钕喈?dāng)規(guī)則的問題。對于大多數(shù)問題，由于方程的某些特征的非線性，或由于求解區(qū)域的幾何形狀比較復(fù)雜，則不能得到解析的答案。因此人們就要尋找另外的一種求解途徑和方法。有限元就是在這種背景下提出的。特別是近三十年，隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，有限元已經(jīng)成為解決實(shí)際工程問題的主要方法有限元法的基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限、且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元的組合體。由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行組合，且單元本身又可以有不同的形狀，因此可以模型化集合形狀復(fù)雜的區(qū)域。有限元法作為數(shù)值分析方法的另一個(gè)重要特點(diǎn)是利用在每個(gè)單元內(nèi)假定的近似函數(shù)來分片地表示全求解域上代求的未知場函數(shù)。單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場函數(shù)或及其導(dǎo)數(shù)在單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值和其插值函數(shù)來表示。這樣一來，一個(gè)問題的有限元分析中，未知場函數(shù)或及其導(dǎo)數(shù)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)值就成為新的未知量(即自由度)，從而使一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。一經(jīng)求解出這些未知量，就可以通過插植函數(shù)計(jì)算出各個(gè)單元場函數(shù)的近似值，從而得到整個(gè)求解域上的近似解。顯然隨著單元數(shù)目的增加，也即單元尺寸的減少，或者隨著單元自由度的增加及插值函數(shù)精度的提高，解的精確程度將不斷提高。如果單元是滿足收斂要求的，近似解最后將收斂于精確解3.2碰撞模擬的非線性有限元基本理論汽車碰撞是一個(gè)瞬態(tài)的復(fù)雜物理過程，它包含以大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)和大應(yīng)變?yōu)樘卣鞯膸缀畏蔷€性，以材料彈塑性變形為典型特征的材料非線性和以接觸摩擦為特征的邊界非線性，這些非線性物理現(xiàn)象的綜合作用使汽車碰撞過程的精確描述和求解十分困難。描述汽車碰撞過程的眾多變量不僅是空間坐標(biāo)變量的復(fù)雜函數(shù)，同時(shí)一般也是時(shí)間變量的復(fù)雜函數(shù)。汽車碰撞過程的仿真一般是基于有限元方法的空間域離散技術(shù)和基于有限差分法的時(shí)間域離散技術(shù)。空間域離散有多種方法。這些方法對應(yīng)不同的有限元單元，如殼體單元、實(shí)體單元和梁單元。汽車中的大部分零件是采用金屬薄板沖壓而成，通常用殼體單元就能較好地描述其變形特征。時(shí)間域的離散也可以用不同形式的有限差分法，如中心差分法或牛曼法。采用中心差分法時(shí)，可通過將質(zhì)量矩陣對角化而避免求解聯(lián)立方程組，采用牛曼法時(shí)，由于未知變量的系數(shù)矩陣既包含質(zhì)量矩陣，也包含剛度矩陣，無法實(shí)現(xiàn)對角化，因此必須求解聯(lián)立方程組，這就是所謂的隱式仿真算法。顯式仿真算法的特點(diǎn)在于不求解聯(lián)立的方程組，從而不需存儲系數(shù)矩陣，占內(nèi)存小，且單項(xiàng)求解速度快，無收斂性問題，但顯式仿真算法存在數(shù)值穩(wěn)定性問題，即仿真時(shí)間步長不能超過其臨界值。隱式仿真算法的特點(diǎn)是要求解聯(lián)立的方程組，每步求解都需要迭代，且存在收斂性的問題;但它是無條件穩(wěn)定的，即仿真時(shí)間步長可以任意大而不會(huì)導(dǎo)致數(shù)值穩(wěn)定性問題。由于汽車碰撞過程是具有很強(qiáng)的非線形特征，且是一個(gè)瞬態(tài)過程，其物理本質(zhì)決定了它的仿真只能采用足夠小的時(shí)間步長，否則就會(huì)帶來收斂性問題后過大的計(jì)算誤差，再考慮到隱式仿真算法必須迭代求解，其無條件穩(wěn)定性特征在汽車碰撞仿真中并無太多優(yōu)勢。因此，在本課題中，采用顯式仿真算法。汽車碰撞屬于高速碰撞現(xiàn)象，描述這類現(xiàn)象的主要方法有Euler法、Lagrange法和ALE(ArbitraryLangrangian一ulerian)法。Euler法多用于流體力學(xué)問題，在固體力學(xué)中用的很少;ALE法是處理流體-固體相互作用的較好方法，適用于高速碰撞現(xiàn)象描述，其理論與算法較復(fù)雜，在具體編程和工程中不易實(shí)現(xiàn)；Lagrange法是目前描述固體碰撞行為的最成熟最方便的方法。采用Lagrange法描述的有限元法可以處理高速碰撞工程中復(fù)雜的邊界條件和復(fù)雜的材料本構(gòu)關(guān)系，并且對接觸滑移面描述非常方便。在汽車碰撞的計(jì)算機(jī)模擬中，應(yīng)用最為廣泛是Lagrange法。Lagrange法描述的基本方程主要包括連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒方程。3.2.1物體的構(gòu)形描述及質(zhì)量守恒方程在固定的直角坐標(biāo)系中，B為物體的初始構(gòu)形，經(jīng)過一定時(shí)間t后，其現(xiàn)時(shí)構(gòu)形為b.B中任意一點(diǎn)Xa(a=1,2,3)經(jīng)時(shí)間t后成為現(xiàn)時(shí)構(gòu)形中的點(diǎn):(i=1,2,3)口在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)中，假設(shè)物體及其變形和運(yùn)動(dòng)都是連續(xù)的，它表明B中每一個(gè)點(diǎn)X。與且僅與b中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)對應(yīng)，反之亦然,使用Lagrange描述法，現(xiàn)時(shí)構(gòu)形以初始構(gòu)形表示:…………………（3.1）令t=0，即可求得初始條件為………………（3.2）………………（3.3）質(zhì)量守恒可表示為:………………………（3.4）式中，ρ為當(dāng)前質(zhì)量密度；ρo為初始質(zhì)量密度；J為相對體積系數(shù)；即Jacobi矩陣的行列式值。3.2.2運(yùn)動(dòng)微分方程設(shè)想在物體上取任意一閉合面S,S面內(nèi)包圍的體積V。如果V內(nèi)單位體積的介質(zhì)受到體力(如重力等)為ρ為介質(zhì)密度，為單位質(zhì)量的介質(zhì)上受到的外力，則V內(nèi)介質(zhì)所受的總的體力為。除體力外，閉和面內(nèi)的介質(zhì)還將受面力的作用。設(shè)在閉和面上的任意點(diǎn)選取一面元ds，如果ds上的總的應(yīng)力(單位面積上的力)分量為，則ds面上用力為。因此，閉和面內(nèi)介質(zhì)所受的合力為。如果介質(zhì)內(nèi)各點(diǎn)之間的相對位移忽略不計(jì)(根據(jù)小變形假設(shè))，且以表示S面內(nèi)某點(diǎn)的位移矢量，則根據(jù)牛頓第二定律有:………………(3.5)將代入，得……………（3.6）利用高斯定理可得…………（3.7）上式可化為………………（3.8）由于S面是任意取的，可令它收縮為一點(diǎn)，此時(shí)有=…………（3.9）式3.9即為所討論的運(yùn)動(dòng)方程微分表達(dá)式，簡稱運(yùn)動(dòng)微分方程。它揭示了物體內(nèi)某點(diǎn)力與加速度之間的關(guān)系。對應(yīng)不同的邊界分別滿足:1)在邊界ab，滿足牽引力邊界條件:………………（3.10）2)在邊界ab,滿足位移邊界條件:…………（3.11）3)在內(nèi)部邊界,上，當(dāng)時(shí)，滿足接觸連續(xù)條件:…………（3.12）以上各式中，為柯西應(yīng)力張量;為邊界外法向單位矢量;(i=1,2,3)為面力載荷;D(1=1,2,3)為給定的位移函數(shù)。3.2.3能量方程能量方程為:……………………（3.13）式中:V為現(xiàn)時(shí)構(gòu)形的體積:為應(yīng)變率張量；q為體積粘性阻力偏應(yīng)力張量:靜水壓力………………（3.14）伽遼金法弱平衡可寫作:（3.15）其中，在邊界上滿足所有位移邊界條件。對式3-15應(yīng)用散度定理有……（3.16）并注意到分步積分……………（3.17）于是，式3.17可改寫成虛功原理變分列式………………（3.18）3.2.4結(jié)構(gòu)有限元離散化若對物體進(jìn)行有限元單元離散化，則單元內(nèi)任意點(diǎn)的坐標(biāo)用坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)插值表示為:………（3.19）其中，為以參數(shù)坐標(biāo)表示的形函數(shù);k為單元節(jié)點(diǎn)數(shù);表示單元第j個(gè)節(jié)點(diǎn)在i(i=1,2,3)方向上的位移。對整個(gè)物體的n個(gè)單元的虛功進(jìn)行求和，有…………(3.20)即：……………（3.21）其中：將式3.11寫成矩陣形式，有:…（3.22）其中[N]為形函數(shù)矩陣，{}為柯西應(yīng)力矢量:……………（3.23）………（3.24）為體積力矢量，{t}為牽引力矢量={t}=……(3.25)對式3.25進(jìn)行單元計(jì)算合并后，可得離散化后的系統(tǒng)平衡方程:………………(3.26)式中，[M]為組集后的整體對角質(zhì)量矩陣，為總體節(jié)點(diǎn)加速度矢量，{P}為總節(jié)點(diǎn)載荷矢量，{F}為單元應(yīng)力場的等效節(jié)點(diǎn)矢量組集而成：…………………（3.27）對式3.27運(yùn)用顯示中心差分法進(jìn)行求解。3.2.5時(shí)間積分算法求解系統(tǒng)平衡微分方程式3.26時(shí)，由于各系數(shù)矩陣是進(jìn)行對角化解藕的。為了提高計(jì)算效率，對此微分方程采用數(shù)值積分方法來求解。如果在計(jì)算周期t+At內(nèi)，位移與此段時(shí)間內(nèi)的加速度無關(guān)的話，則稱為顯式法。時(shí)間積分程序是大多數(shù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)程序的核心部分，這一課題已經(jīng)得到廣泛的研究。概括來說，隱式積分法對于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題是最有效的，而顯式積分法最適于波傳播問題。己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對波傳播問題，隱式法的時(shí)間步長必須大致同顯式法的時(shí)間步長相同，以滿足精度要求。由于隱式法每個(gè)計(jì)算周期的計(jì)算量大大超過顯式積分，所以現(xiàn)在隱式法的應(yīng)用一般限于材料的整個(gè)響應(yīng)比波傳播細(xì)節(jié)更為重要的一類問題。對象汽車碰撞這樣的低速碰撞仿真，要求在大規(guī)模下保證計(jì)算效率，顯式法是一種當(dāng)然選擇。在積分格式中最廣泛使用的一種顯式積分算法是二介中心差分法。將運(yùn)動(dòng)微分方程3.26用中心差分法進(jìn)行積分，積分算式如下所示:………………（3.28）…………（3.29）式中，為t時(shí)刻的節(jié)點(diǎn)加速度矢量，為時(shí)刻節(jié)點(diǎn)速度矢量，是時(shí)的節(jié)點(diǎn)位移矢量。求得節(jié)點(diǎn)位移矢量后，加上初始構(gòu)形便可得到現(xiàn)時(shí)構(gòu)形:…………（3.30）僅管存貯位移矢量需要更多的空間，計(jì)算結(jié)果卻對舍入誤差不敏感。4SUV車的介紹與正碰校核及加強(qiáng)4.1產(chǎn)品市場定位與碰撞要求根據(jù)某公司領(lǐng)導(dǎo)的指示，本車（X22）是一款細(xì)分市場的SUV車型，作為X21及X23的車型擴(kuò)展，是一款中高檔SUV車。軸距2700mm左右的SUV在國內(nèi)市場有數(shù)十種，而在國外市場則較多。國內(nèi)具有代表性的產(chǎn)品有北汽生產(chǎn)的三菱歐藍(lán)德，東風(fēng)生產(chǎn)本田CR-V，鄭州日產(chǎn)帕拉丁和山東華泰圣達(dá)菲等作為高檔SUV代表，以長城賽弗和哈弗，江鈴陸風(fēng)、長豐獵豹和奇瑞瑞虎等作為經(jīng)濟(jì)型國產(chǎn)車代表。由于國外的SUV市場十分成熟，相反，國內(nèi)SUV廠家生產(chǎn)的SUV均強(qiáng)調(diào)外形，而在功能上均與國外廠家產(chǎn)品無法比擬：缺乏SUV的Offroad性能和安全性，更無智能四輪驅(qū)動(dòng)功能，同時(shí)其內(nèi)部裝飾檔次低，空間利用率缺乏綜合考慮以及舒適性差等也是國內(nèi)SUV的共同特點(diǎn)。根據(jù)07-08年市場發(fā)展預(yù)計(jì)，我國的SUV市場將呈現(xiàn)與國際市場接軌的特點(diǎn)，同時(shí)在價(jià)格上凸現(xiàn)其競爭優(yōu)勢。具有代表性的產(chǎn)品為本田CR-V，現(xiàn)代圣達(dá)菲和長城哈弗的后續(xù)產(chǎn)品以及雷克薩斯（凌志）RX系列等4.1.1本車的目標(biāo)市場08年我國大陸市場，主要以沿海地區(qū)和城鎮(zhèn)等地為主要市場對象；09年北美和歐洲市場（英聯(lián)邦國家除外），但在法規(guī)上按照歐共體和北美市場（美國、加拿大）進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，本車應(yīng)當(dāng)符合歐洲碰撞標(biāo)準(zhǔn)NCAP法規(guī)。4.1.2白車身強(qiáng)度及碰撞要求碰撞方面滿足NCAP各項(xiàng)指標(biāo)不超過最大值的80%。必須在16km/h，50km/h碰撞實(shí)驗(yàn)中達(dá)標(biāo)。4.2NCAP法規(guī)的介紹含義：新車評價(jià)規(guī)程的英文縮寫NewCarAssessmentProgramme。性質(zhì)：獨(dú)立于法規(guī)及管理體系之外，綜合評價(jià)汽車安全性能，由具公正地位和權(quán)威性的機(jī)構(gòu)實(shí)施。作用：向全社會(huì)提供公正、客觀、透明的汽車安全性能信息。促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)提高汽車安全性能。減少碰撞事故損失和人員傷害。試驗(yàn)項(xiàng)目：16km/h正面40％偏置碰撞，50km/h正面碰撞，29km/h側(cè)面柱碰撞(選做由于必須滿足法規(guī)的要求,本SUV車需要對車輛前艙總程中的前防撞梁、前縱梁等主要吸能結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析和研究。4.3本SUV車主要吸能結(jié)構(gòu)汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)，主要由車身前部“壓潰區(qū)”的塑性變形來吸收碰撞動(dòng)能，并且主要是由端部底架結(jié)構(gòu)的大變形來緩和沖擊和吸收沖擊動(dòng)能。在汽車碰撞中，典型的吸能部件吸能比例如圖4.1所示。圖4.1主要吸能結(jié)構(gòu)件吸能比例由圖4.1可見，縱梁的吸能量可取總能量的30～50％。對SUV車來說，車架結(jié)構(gòu)上的縱梁是主要的吸能部件。縱梁的吸能特性和變形模式將決定車體在撞擊時(shí)的加速度和力的相應(yīng)值，對乘員保護(hù)有非常重要的作用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，主要影響該SUV車耐撞性能的因素為縱梁吸能不足。為了使該SUV車具有較好的正面碰撞性能，主要的辦法就是改善整車前端的碰撞吸能能力，可以采用如下的三種辦法：軟化整車前部主要碰撞吸能件、在縱梁前端添加吸能器、為整車匹配合適的安全氣囊。對于已經(jīng)量產(chǎn)的車輛，修改前端主要吸能件涉及到巨大的零部件修定和模具的重新研發(fā)，需要大量的資金和時(shí)間。而作為普通的SUV車，增添氣囊的成本又會(huì)顯得更高，所以相對于該SUV車，最佳的改善辦法就是不改變結(jié)構(gòu)件的前提下，在縱梁的前端設(shè)計(jì)吸能部件來優(yōu)化正面碰撞能力。4.4前縱梁彎曲剛度計(jì)算4.4.1前縱梁彎曲剛度計(jì)算概述應(yīng)用國際通用的有限元分析軟件NASTRAN對前縱梁彎曲剛度進(jìn)行計(jì)算。4.4.2有限元模型根據(jù)提供的CAD數(shù)模，建立白車身有限元模型，該CAE模型情況如圖4.2：圖4.2白車身網(wǎng)格劃分材料表4.1材料參數(shù)材料彈性模量（MPa）泊松比密度(t/mm3)鋼2.1E50.287.85E-9玻璃200.351.1e-9膠6.9e40.32.5-94.4.4計(jì)算內(nèi)容1)車身前部彎曲剛度計(jì)算（1）邊界條件約束及載荷情況如圖4.3所示：約束約束FF約束約束FFF–垂直加載1000N約束約束圖4.3約束及載荷情況（2）前端彎曲剛度計(jì)算結(jié)果實(shí)際測得值=12488[N/mm]期望值實(shí)際測得值=12488[N/mm]期望值>10000[N/mm]圖4.4計(jì)算結(jié)果由圖4.4可知計(jì)算結(jié)果符合期望值，結(jié)果滿意。2)前縱梁前端Y向彎曲剛度（1）邊界條件約束及載荷情況如下圖所示：約束xyzTxTyTz加載約束xyzTxTyTz加載Y=2000N圖4.5約束及載荷情況（2）前縱梁前端Y向彎曲剛度計(jì)算結(jié)果實(shí)際測得值=實(shí)際測得值=346[N/mm]期望值>500[N/mm]圖4.6計(jì)算結(jié)果由上圖可知計(jì)算結(jié)果不符合期望值，結(jié)果不滿意。3）前縱梁前端Z向彎曲剛度（1）邊界條件約束及載荷情況如圖4.7所示：約束xyzTxTyTz加載約束xyzTxTyTz加載Z=2000N圖4.7約束及載荷情況（2）前縱梁前端Z向彎曲剛度計(jì)算結(jié)果實(shí)際測得值=實(shí)際測得值=552[N/mm]期望值>500[N/mm]圖4.8計(jì)算結(jié)果由上圖可知計(jì)算結(jié)果符合期望值，結(jié)果滿意。4）靜力加載應(yīng)變要求(1)邊界條件約束約束xyzTxTyTz1.加載Y=2000N期望值>500[N/mm]2.加載Z=2000N圖4.9邊界條件（2）靜力加載應(yīng)變要求計(jì)算結(jié)果實(shí)際Y向值=2000/3.9=實(shí)際Y向值=2000/3.9=490N/mm實(shí)際Z向值=2000/3.5=571N/mm圖4.9計(jì)算結(jié)果綜上所述：從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，前縱梁Z向彎曲剛度符合要求，但Y向彎曲剛度不符合要求。因此，可適當(dāng)增大Y向的截面。4.5防撞梁低速碰撞分析及修改方案4.5.1原方案的分析1）概述分析了防撞梁在8KM/h低速碰撞模型下沿X向入侵行為。建立FE模型軟件為2）結(jié)構(gòu)模型原模型：前緩沖器和吸能盒參考現(xiàn)有數(shù)模建立FE模型，單元數(shù)量共22730個(gè)，其中quad和tria共22562個(gè)，Rigidbody共168個(gè)，該模型未采用前艙，防撞梁拐角為26°。拐角26°拐角26°圖4.10原模型碰撞模型3）邊界條件及載荷本次分析按照法規(guī)要求采用滿載工況，Rigidwall約束所有自由度，碰撞模型沿X向加載速度。碰撞速度為8KM/h，滿載時(shí)質(zhì)心處加載質(zhì)量為2000.399kg。4）材料屬性表4.2原模型材料表MatDen(kg/mm3)T(mm)E(MPa)μY－Stress(MPa)防撞梁steel7.800e－62.52060.3500吸能盒Steel7.800e-0622060.3280縱梁Steel7.800e-0622060.33855）原模型計(jì)算結(jié)果明顯應(yīng)力集中明顯應(yīng)力集中圖4.11碰撞模型&防撞梁應(yīng)力4.5.2加強(qiáng)方案1）結(jié)構(gòu)模型前艙采用現(xiàn)有數(shù)模建立FE模型，前緩沖器和吸能盒采用現(xiàn)有數(shù)模建立FE模型。單元數(shù)量140240個(gè)，其中2.D網(wǎng)格和TriaElement共138935個(gè)，1-DRigidbody共1305個(gè)；防撞梁拐角約12°防撞梁、吸能盒及縱梁拐角12°防撞梁、吸能盒及縱梁拐角12°圖4.12加強(qiáng)模型2）邊界條件及載荷本次分析按照法規(guī)要求采用滿載工況，Rigidwall約束所有自由度，碰撞模型沿X向加載速度。碰撞速度為8KM/h，滿載時(shí)質(zhì)心處加載質(zhì)量為2000.399kg。3）材料屬性表4.3模型一材料表MatDen(kg/mm3)T(mm)E(MPa)μY－Stress(MPa)防撞梁Aluminum2.89e－63.5690.3146吸能盒Steel7.800e-0622060.3280縱梁Steel7.800e-0622060.33854）加強(qiáng)模型計(jì)算結(jié)果無明顯應(yīng)力集中無明顯應(yīng)力集中圖4.13碰撞模型&防撞梁應(yīng)力對比結(jié)果及建議修改模型原模型縱梁Y向偏移量縱梁Y向偏量縱梁Y向偏移量縱梁Y向偏量縱梁X向入侵量縱梁X向入侵量縱梁X向入侵量縱梁X向入侵量圖4.14模型沿xy方向入侵量圖由圖4.14結(jié)果可以知道，由于原模型防撞梁拐角為26°，修改后模型拐角為12°，后者在Y向偏移及X向入侵量上表現(xiàn)較好，為更佳方案。由上可知，須選用拐角為12°的防撞梁，但該防撞梁與造型外部蒙皮和吸能泡沫存在干涉問題。所以，根據(jù)以上分析結(jié)果，建議采用拐角為12°的防撞梁，但需要遭型修改外蒙皮或者吸能泡沫以適應(yīng)該防撞梁。原模型，拐角26°修改后模型，拐角12°，該梁為優(yōu)選方案。原模型，拐角26°修改后模型，拐角12°，該梁為優(yōu)選方案。LexusRX350防撞梁結(jié)構(gòu)斷面——鑄造，成本高，強(qiáng)度高LexusRX350防撞梁結(jié)構(gòu)斷面——鑄造，成本高，強(qiáng)度高現(xiàn)防撞梁結(jié)構(gòu)斷面——焊接，成本低，強(qiáng)度低圖4.15兩方案3D數(shù)模對比4.6根據(jù)NCAP法規(guī)加強(qiáng)前縱梁的耐撞性4.6.1前縱梁的耐撞性研究概述前縱梁是SUV汽車正面碰撞中吸收能量的關(guān)鍵部位，其變形過程對整車碰撞過程中前圍及門框的變形情況，人員的傷害程度，各點(diǎn)的加速度時(shí)間歷程的峰值大小和變化情況等有重要影響，是汽車正面碰撞中耐撞性研究的重點(diǎn)部件，本文通過前縱梁的變形過程來分析前縱梁在碰撞過程中的作用。4.6.2與RX350縱梁的比較與仿真模擬RX350是一款嚴(yán)格按照NCAP法規(guī)校核并通過法規(guī)校核獲得四星標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可，因此通過與RX350前縱梁的對比，能幫助更為有效的達(dá)到法規(guī)要求，從而達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。RX350RX350吸能區(qū)最小截面位置地板連接梁易折區(qū)本SUV車本SUV車由于受地板高度影響，造成連接位置偏弱且很難改善（結(jié)構(gòu)見斷面），（不良影響）圖4.163D數(shù)模的比較圖4.17前縱梁的尺寸比較表4.4與RX350的綜合比較本SUV車RX350比較緒論因由解決方案吸能區(qū)長度231232防撞梁中心至縱梁最高7151本SUV車較大A-A過劇變形ENGINEMOUNT安裝位置無法下降制作BRKENGINEMOUNTSUP防撞梁中心至地板距離248127本SUV車高兩倍同等撞擊力下本SUV車轉(zhuǎn)距大兩倍，對正撞不利前地板總成為本系列車的沿用件抬高前地板面前縱梁連接梁長度5271016本SUV車較短本SUV車前艙與地板所有焊接位于同一X坐標(biāo)位置，使連接處易折前地板總成為本系列車的沿用件前地板總成不沿用 RX350RX350AAAAAASUV車SUV車A’’A’’A’’A’’圖4.18與RX350的截面比較4.6.316Km/h低速碰撞模型（1）車輛整備質(zhì)量：1820kg（2）工況1）壁障類型：固定剛性墻2）碰撞速度：16km/h3）碰撞角度：0度4）重疊：40%5）法規(guī)：NCAP，要求縱梁無變形。16Km/h16Km/h40%圖4.1916km/h碰撞示意圖碰撞結(jié)果:基本滿意滿意度碰撞結(jié)果:基本滿意滿意度圖4.20碰撞結(jié)果CAE圖4.6.450Km/h正面碰撞模型 （1）車輛整備質(zhì)量：1820kg（2）工況1）壁障類型：固定剛性墻2）碰撞速度：50km/h3）碰撞角度：0度4）重疊：100%5）法規(guī)：GB11551-2003，NCAP圖4.2150km/h碰撞示意圖前縱梁的變形過程如圖4.16所示。通過前面的應(yīng)力、應(yīng)變分析，前縱梁50km/h主要在20—50ms的過程中參與與變形，所以只提取了這個(gè)時(shí)間段的變形數(shù)據(jù)。20ms30ms20ms30ms40ms50ms圖4.2250km/h縱梁變形圖將測得的數(shù)據(jù)與法規(guī)做進(jìn)一步校核表4.6法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)校核表好中好中好中中中中好中中中好差好中滿意度安全安全油箱62100X（Stat.）前擋板最大侵入量（mm）2150Z（Stat.）51100X（Stat.）油門踏板移動(dòng)量（mm）2750Z（Stat.）55100X（Stat.）離合器踏板移動(dòng)量（mm）2150Z（Stat.）34100X（Stat.）剎車踏板移動(dòng)量（mm）2230右1930左門檻附近（Max./Stat.）2030右1730左腰線附近（Max./Stat.）A柱后移量（mm）4450Z（Max./Stat.）2150Y（Max./Stat.）2450X（Max./Stat.）轉(zhuǎn)向管柱中心移動(dòng)量（mm）計(jì)算值參考值項(xiàng)目由表4.6可知，16km/h和50km/h的兩項(xiàng)NCAP法規(guī)要求的碰撞測試與相應(yīng)的校核,本SUV車基本滿足法規(guī)要求。4.6.5車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案在車身碰撞模擬分析的基礎(chǔ)上，提出車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)的意見。車身結(jié)構(gòu)改進(jìn)的基本原則是使車身前部具有良好的吸能特性，加固乘員艙，確保乘員的有效生存空間。所謂良好的吸能特性主要有兩方面含義:一方面，車身的前部盡可能多的吸收碰撞能量，來緩沖作用在乘員和駕駛艙的沖擊力;另一方面，控制部件的變形，控制發(fā)動(dòng)機(jī)、車輪等變形侵入駕駛艙，造成對乘員的傷害。加固駕駛室是保護(hù)乘員最有效、最直接的方法，堅(jiān)固的駕駛室可以保護(hù)乘員不受沖擊力的傷害。根據(jù)前面SUV車身整體碰撞特性的分析和改進(jìn)原則，針對結(jié)構(gòu)上的一些缺點(diǎn)提出改進(jìn)措施，來提高車身的碰撞安全性。原車前縱梁存在明顯的彎折結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致碰撞時(shí)縱梁過早出現(xiàn)彎曲變形。因此縱梁部分結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案有兩種:一種是在縱梁的彎折處加強(qiáng)剛度，使其在碰撞過程中盡量不發(fā)生彎曲;另一種是在縱梁上開一些控制變形的引導(dǎo)槽，來增加褶皺和壓潰變形，使彎折處的彎曲減少。5根據(jù)NCAP行人保護(hù)的校核5.1行人保護(hù)的目的現(xiàn)在的汽車設(shè)計(jì)，對參與交通活動(dòng)的行人保護(hù)要求愈加嚴(yán)格，行人保護(hù)的性能也直接影響到產(chǎn)品的認(rèn)證，故有必要校核本項(xiàng)目的行人保護(hù)設(shè)計(jì)，以達(dá)到歐盟的法規(guī)要求。5.2參考標(biāo)準(zhǔn)歐洲NCAP法規(guī)行人保護(hù)條例。分析內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)罩和前窗在第一階段要求3.5KG兒童/矮小成人頭部撞擊模擬器以35KM/H速度作用發(fā)動(dòng)機(jī)罩表面，并強(qiáng)制要求傷害值，以4.8KG成人頭部撞擊模擬器作用前窗作為監(jiān)測。第二階段和EURONCAP中用2.5KG兒童頭部撞擊模擬器和作用發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣4.8KG頭部撞擊模擬器取代3.5KG頭部模擬器，以40KM/H撞擊。為滿足第一階段要求，HIC1000需要55MM的布置空間，HIC2000需要33MM的布置空間。第二階段要求：2.5KG兒童頭部撞擊模擬器需要88MM的布置空間，作用發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣4.8KG頭部撞擊模擬器則要求100MM的布置空間。表5.1行人保護(hù)要求碰撞部位第一階段第二階段EURONCAP紅色（0分）黃色（0.001-1.99分）綠色（2分）頭部與發(fā)動(dòng)機(jī)罩小于HIC1000（發(fā)動(dòng)機(jī)罩表面2/3），小于HIC2000（發(fā)動(dòng)機(jī)罩表面剩余1/3）成人區(qū)僅作監(jiān)測小于HIC1000（整個(gè)碰撞區(qū)）HIC大于1350HIC大于1000小于1350HIC小于1000大腿與發(fā)動(dòng)機(jī)罩前緣僅作監(jiān)測負(fù)荷小于5KN彎曲力矩小于300N·M負(fù)荷大于6KN彎曲力矩大于380N·M負(fù)荷小于6KN大于5KN彎曲力矩小于380N·M大于300N·M負(fù)荷小于5KN彎曲力矩小于300N·M小腿與保險(xiǎn)杠脛骨加速度小于200G彎曲角度小于21度剪切位移小于6MM脛骨加速度小于150G彎曲角度小于15度剪切位移小于6MM脛骨加速度大于200G彎曲角度大于20度剪切位移大于8MM脛骨加速度大于150G小于200G彎曲角度大于15度小于20度剪切位移大于6MM小于8MM脛骨加速度小于150G彎曲角度小于15度剪切位移小于6MM大腿與發(fā)動(dòng)機(jī)罩選擇負(fù)荷小于7.5KN彎曲力矩小于510N·M同大腿與發(fā)動(dòng)機(jī)罩前緣碰撞試驗(yàn)大腿與發(fā)動(dòng)機(jī)罩前緣第一階段僅作監(jiān)測，在第一階段，第二階段及EURONCAP中，碰撞條件相同（見表5.1）。在該處碰撞中需130MM布置空間,為獲得負(fù)荷小于5KN，彎曲力矩小于300N·M則需要160MM布置空間。在前照燈處,為滿足該要求不僅需要較大的布置空間，還應(yīng)該用吸能式結(jié)構(gòu)。SUV車在此處的造型和機(jī)艙布置不能滿足此要求，在EURONCAP中得分非常困難。保險(xiǎn)杠裝置在第一階段，第二階段及EURONCAP中有腿部與保險(xiǎn)杠碰撞及選擇性試驗(yàn)。為滿足第一階段的要求，小腿部需要60MM布置空間；為滿足第二階段及EURONCAP脛骨加速度小于150G，彎曲角度小于15度，剪切位移小于6MM的要求，則需要80MM布置空間。對于保險(xiǎn)杠在歐美市場的前端保護(hù)裝置試驗(yàn)中的要求不同，本報(bào)告對該處不作闡述。a、該車可滿足80MM的保險(xiǎn)杠的行人保護(hù)布置空間,但大腿與發(fā)動(dòng)機(jī)罩前緣布置空間較小。 圖5.1保險(xiǎn)杠b、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的行人保護(hù)第一階段布置空間比較寬余.第二階段傷害區(qū)較大?？偯娣e:1.07總面積:1.074M2超過區(qū)域面積機(jī)蓋碰撞總面積:1073976MM2超過區(qū)域面積:64760MM2面積比小于6%圖5.2機(jī)蓋碰撞總面積5.4行人保護(hù)校核結(jié)果目前的設(shè)計(jì)方案可滿足行人保護(hù)要求。對布置空間有限，建議作更深入研究分析。6全文總結(jié)我國的汽車被動(dòng)安全性剛剛起步，本文通過建模軟件CATIA和碰撞分析軟件ABAQUS，建立SUV白車身CAD模型和有限元模型，并對模型進(jìn)行了計(jì)算機(jī)碰撞仿真模擬研究。通過碰撞仿真模擬，并通過模擬仿真的結(jié)果對該車型在碰撞安全性上的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，提出了結(jié)構(gòu)改進(jìn)意見，這也體現(xiàn)了在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)過程中仿真模擬的重要意義。通過本文的研究，可得出以下一些結(jié)論：1)SUV車身正面碰撞的能量主要由前縱梁來吸收，吸收能量的方式主要以壓潰和塑性變形為主，從車身的應(yīng)力、應(yīng)變隨時(shí)間變化的云圖中可以看出，前縱梁在20ms就己經(jīng)開始參與碰撞變形，到40ms以后前縱梁的變形吸能過程基本結(jié)束了，而這一段時(shí)間是加速度變化最大的時(shí)刻，最大的加速度峰值也出現(xiàn)在這一時(shí)間段內(nèi)。2)由于車身碰撞的能量主要是由前縱梁來吸收，車門框的變形很小，只是在上下門檻與A.B柱的連接處有一些塑性變形，這說明該車能滿足安全法規(guī)的要求:在碰撞后在不使用任何工具的情況下，每排車門至少有一個(gè)車門能打開。3)通過本課題的研究，可以為以后其他汽車碰撞安全性方面的研究打下基礎(chǔ)。例如在車身碰撞仿真的基礎(chǔ)上，可以開展乘員約束系統(tǒng)的研究工作。參考文獻(xiàn)[1]鐘志華,張維剛.汽車碰撞安全技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2003.[2]趙海鷗.LS-DYNA動(dòng)力分析指南[M].長春:兵器工業(yè)出版社.2003.[3]《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)德設(shè)計(jì)規(guī)則》CMVDR294法規(guī)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1999.[4]林逸,郭九大,王望予.汽車被動(dòng)安全性研究綜述[J].汽車工程,2005,5(4):19～21.[5]宗子安,曹立波.計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在汽車碰撞試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].汽車研究與開發(fā),2001,6(1):35～37.[6]富正保,鐘志華.汽車碰撞研究的發(fā)展趨勢[J].世界汽車,2004,3(6):50～51.[7]朱西產(chǎn).電動(dòng)汽車的碰撞吸能與安全設(shè)計(jì)[J].世界汽車，2004,5(7):29～31.[8]裘新,黃世霖,李一兵.非線性有限元技術(shù)在汽車被動(dòng)安全性研究鐘的應(yīng)用[J].汽車技術(shù),1999,5(2):42～44.[9]林逸,孫立清等.汽車－乘員三維多體系統(tǒng)碰撞仿真研究[J].汽車工程,2003,4(7):15～18.[10]薛量,林忠欽,姜正旭.閉口帽型薄壁梁碰撞性能的數(shù)值模擬[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1999,6(4):29～31.[11]宗子安.汽車轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)碰撞試驗(yàn)有限元分析的模型化[J].汽車工程,2002,7(1):34～36.[12]鐘志華,郭正康.汽車抗撞分析中的摩擦力計(jì)算[J],汽車工程.2005,2(7):61～66.[13]賈宏波,黃金陵等.車身碰撞仿真技術(shù)在紅旗轎車車身開發(fā)中的應(yīng)用[J].汽車工程.1999,4(4):44～47.[14]賈宏波,黃金陵等.汽車車身碰撞建模影響因素的研究[J].汽車技術(shù)2004,1(2):96～99．[15]LaiCY,LaioWH.VibrationControlofaSuspensionSystemviaaMagnetorheologicalFluidDamper.ProceedingsofSPIE,2000,4073:240251.[16]SimioneseuPA,BealeD.Synthesisandanalysisofthefive—Linkrearsuspensionsystemusedinautomobiles[J]．MeSanismandMachineTheory，2002,37:815～832.[17]BaumalAE,McPheeJJ,CalamaiPH.Applicationofgenetical—gorithmstothedesignoptimizationofanactivevehiclesuspensionsystem[J].Comput.MethodsApp1.Mech．Engrg.1998,163:87～94．[18]ToshioHamano．DevelopmentofL—ShapeCoilSpringtoReduceaFrictionontheMcpersonStructSuspensionSystem[J]．SAE,2001,0497(1):486～490．[19]雷雨成,嚴(yán)斌,程昆.車輛典型薄壁梁碰撞仿真中接觸摩擦問題的研究[M].北京:機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2004.[20]趙海鷗.LS-DYNA動(dòng)力分析指南[M].北京:兵器工業(yè)出版社,2003.[21]汽車工程手冊編委會(huì).汽車工程手冊(基礎(chǔ)篇)[M].北京:人民交通出版社,2001．[22]劉惟信.機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì)(第二版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1994.[23]陳家瑞.汽車構(gòu)造(下冊)[M].北京:人民交通出版社,1993.[24]紀(jì)常偉,馮能蓮.汽車構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[25]劉惟信,汽車設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.譯文在內(nèi)部撞擊中對乘客的保護(hù)除S5.1.1規(guī)定的情況外，用一質(zhì)量為6.8千克，直徑為165毫米的物體以S5.1.2中描述的情況撞擊儀表板的撞擊區(qū)除本章（b）段提及的車輛，以24

km/h的相對速度行駛所有車。通過膨脹抑制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)聯(lián)邦安全法規(guī)208款S5.1關(guān)于乘客撞擊保護(hù)的要求和通過在車輛右前部安裝Type2安全帶實(shí)現(xiàn)S(a)(3)的要求的車輛以19km/h絕對速度行駛時(shí)，headform的減速度在超過3毫秒的時(shí)間內(nèi)不超過80g操縱件安裝在車