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某重型卡车驾驶室被动安全仿真分析

作　者: 吕偿
导　师: 傅源方
学　校: 广西科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 驾驶室顶部强度后围强度有限元仿真 ECER29-02法规
分类号: U463.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
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内容摘要

为降低汽车事故中人员和财产损失，汽车的被动安全性日益受到关注，如何提高汽车在发生事故时的被动安全性能，最大程度上避免或减轻乘员在事故中的伤亡已成为汽车行业重要研究课题。本文结合国内外学者在汽车被动安全性的研究现状，剖析了CAE仿真技术在汽车被动安全试验中的相关应用及优势。详细介绍了汽车被动安全性研究相关途径，简明扼要的阐述了结构大变形的有限元理论在汽车仿真领域的相关应用。并以有限元基本理论为基础，利用有限元前处理软件hypermesh及求解计算后处理分析软件LS-dyna，对某重型卡车驾驶室的顶部及后围进行了有限元强度仿真分析试验。本文的主要研究内容：根据实车尺寸，基于UG建立了该车型的三维数学模型，导入有限元前处理软件hypermesh中进行网格划分，材料参数、属性定义，确定驾驶室各部件之间的连接关系，驾驶室绝大部分构件采用了焊点连接，部分构件采用了螺栓连接和铰接。初步完成驾驶室的有限元模型的建立。根据法规试验要求添加了顶部强度试验和后围强度试验的仿真工况，最终利用软件LS-dyna求解计算。根据求解结果分析驾驶室的被动安全性，按ECER29-02法规试验要求，验证该车型的顶部及后围是否达到法规相关要求，并根据仿真试验结果，对驾驶室承受载荷能力较弱的区域提出了有效的改进意见。国内在研究汽车被动安全性与国外研究水平相比还存在一定的差距，尚无成熟的经验可供借鉴，本文对驾驶室整个CAE仿真过程作了详细的介绍，对以后的卡车驾驶室仿真分析有一定参考价值，本文的仿真结果对该车型结构改进，强度校验提供了理论参考，具有一定实际应用价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 课题研究的背景及意义  8-9
  1.2 汽车被动安全发展与分析方法  9-11
  1.3 国内外学者在 CAE 仿真分析上的研究进展  11-12
  1.4 本文对汽车被动安全碰撞仿真分析的研究内容  12-15
第二章结构大变形的有限元基本理论  15-23
  2.1 有限元基本解法与求解过程  15-17
    2.1.1 控制方程与空间有限元离散  15-17
    2.1.2 时间步长控制  17
  2.2 大变形动力学基本方程与数值计算方法  17-19
    2.2.1 大变形动力学数值计算方法  17-19
  2.3 接触的数值计算方法  19-20
    2.3.1 接触算法的有限元实现过程  19-20
    2.3.2 接触分析注意事项  20
  2.4 材料的本构关系  20-22
    2.4.1 材料模型  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章驾驶室顶部强度仿真分析  23-48
  3.1 驾驶室有限元仿真模型的建立  23-31
    3.1.1 驾驶室有限元前处理网格划分  23-27
    3.1.2 材料模型选择  27-29
    3.1.3 驾驶室构件连接  29-31
  3.2 仿真工况加载  31-34
  3.3 LS-DYNA 调试分析  34-35
  3.4 仿真结果分析  35-46
    3.4.1 仿真计算可信性分析  35-36
    3.4.2 仿真结果分析  36-43
    3.4.3 驾驶室局部改进设计  43-46
    3.4.4 车身结构安全性评价  46
  3.5 本章小结  46-48
第四章驾驶室后围强度仿真分析  48-55
  4.1 有限元模型建立  48-49
  4.2 仿真工况及加载  49-53
    4.2.1 接触定义  49
    4.2.2 加载  49-50
    4.2.3 仿真结果分析  50-53
  4.3 改进意见及评价  53-54
    4.3.1 改进意见  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章结论与展望  55-57
  5.1 工作总结  55-56
  5.2 工作展望  56-57
参考文献  57-59
发表论文情况  59-60
致谢  60

某重型卡车驾驶室被动安全仿真分析

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