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硬质聚氨酯泡沫在车门内饰板中的应用

作　者: 郑温洛
导　师: 曲杰
学　校: 华南理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 硬质聚氨酯泡沫内饰板碰撞有限元法碰撞试验
分类号: U467.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

汽车车门内饰板是汽车的重要零部件之一，可用于安装各种开关面板、储物等，但其最重要的作用是在汽车安全性上的运用：当车辆发生侧面碰撞时，“二次碰撞”会使乘员和内饰板接触，内饰板总成可以大幅吸收车内乘员撞击内饰板的能量。此外，由硬质聚氨酯材料制成的内饰板中的缓冲泡沫，其吸收的能量占总体吸能的比例较高，故在车门内饰板中大量应用，而车门内饰板也成为汽车被动安全中不可缺少的重要部件。近年来，聚氨酯泡沫在汽车上的运用逐渐增多。软质聚氨酯泡沫用于汽车坐垫，仪表盘等方面，提升车辆舒适性。硬质聚氨酯泡沫用于保险杠、车门内饰板等部位，提升车辆碰撞的吸能能力。本文应用有限元方法和试验方法相结合的研究方式，参照国家标准和丰田、本田等汽车企业规则，研究当车内乘员以一定速度撞击车门内饰板时，内饰板中硬质聚氨酯泡沫在吸能上的表现。根据吸能表现，并参照标准，评价车门内饰板是否合格。首先，参照国家标准和丰田、本田等汽车行业规则，确定门内饰板胸部、腹部及胯部的碰撞区域，确定冲击头质量、材料、形状；其次，基于LS-DYNA平台，建立车门内饰板总成耐撞性分析的有限元模型，根据模型中主要部件的试验结果，并结合这些部件的材料，在模型中设定相应的材料属性，并对部件施加必要约束；然后，对其进行计算并进行耐撞性分析；最后，基于摆锤试验台，对车门内饰板总成进行耐撞性试验，通过试验进一步验证该内饰板总成的可靠性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 引言  10-11
  1.2 硬质聚氨酯泡沫概况  11-12
    1.2.1 硬质聚氨酯泡沫特性  11
    1.2.2 硬质聚氨酯泡沫在汽车行业中的应用  11-12
  1.3 车门内饰板概况  12-15
    1.3.1 车门内饰板简介  12-14
    1.3.2 内饰板侧面碰撞测试标准  14
    1.3.3 有限元分析在内饰板碰撞上的应用  14-15
  1.4 国内外研究现状  15
  1.5 本课题来源  15-16
  1.6 本课题研究内容  16-17
第二章碰撞有限元方法基本原理及泡沫模型的选择  17-30
  2.1 引言  17-18
    2.1.1 LS-DYNA 功能特点  17-18
    2.1.2 LS-DYNA 应用领域  18
  2.2 碰撞有限元方法基本原理  18-25
    2.2.1 控制方程(Governing Equations)  18-19
    2.2.2 时间步长控制(Time Step Control)  19-21
    2.2.3 时间积分方法(Time Integration)  21
    2.2.4 质量缩放技术(Mass Scaling)  21-23
    2.2.5 ALE 方法  23-24
    2.2.6 接触-碰撞算法(Contact-Impact Algorithm)  24-25
  2.3 LS-DYNA 泡沫模型  25-29
    2.3.1 闭合多孔泡沫(*MAT_53)  25
    2.3.2 低密度泡沫(*MAT_57)  25-26
    2.3.3 粘性泡沫(*MAT_62)  26
    2.3.4 可压碎泡沫(*MAT_63)  26-27
    2.3.5 Fu_Chang 泡沫(*MAT_83)  27-28
    2.3.6 扩展的可压碎泡沫(*MAT_163)  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章车门内饰板总成耐撞性有限元分析  30-52
  3.1 有限元分析概况  30-32
    3.1.1 碰撞位置的确定  30-31
    3.1.2 冲击头确定  31
    3.1.3 碰撞试验设定  31-32
  3.2 有限元模型建立  32-42
    3.2.1 几何模型的简化  32
    3.2.2 有限元网格的划分  32-33
    3.2.3 各个部件之间的连接  33-35
    3.2.4 模型选择及材料参数确定  35-40
    3.2.5 初始及边界条件  40-41
    3.2.6 接触的定义  41-42
    3.2.7 单元选择  42
  3.3 CAE 分析结果  42-50
    3.3.1 胯部碰撞 CAE 分析结果分析  42-46
    3.3.2 腹部碰撞 CAE 分析结果分析  46-49
    3.3.3 胸部碰撞 CAE 分析结果分析  49-50
  3.4 本章小结  50-52
第四章车门内饰板总成耐撞性测试  52-64
  4.1 车门内饰板总成耐撞性试验  52-54
    4.1.1 碰撞点选择及测试条件  52
    4.1.2 试验设备  52-54
    4.1.3 试验方法  54
  4.2 试验结果及与 CAE 计算结果对比  54-63
    4.2.1 胸部碰撞区域  54-57
    4.2.2 胯部碰撞区域  57-61
    4.2.3 腹部碰撞区域  61-63
  4.3 本章小结  63-64
结论与展望  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间取得的研究成果  70-71
致谢  71-72
附件  72

硬质聚氨酯泡沫在车门内饰板中的应用

内容摘要

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