基于侧碰台车试验的车门内饰板材料参数反求

论文摘要

汽车侧面碰撞试验中，乘员与车辆侧面结构的直接碰撞是引起车内乘员损伤的主要原因，而与乘员直接发生接触的主要部件为车门内饰板。在汽车侧面碰撞仿真模型中，有限元模型的材料参数精度会直接影响仿真结果的可信度。也就是说，在进行整车侧面碰撞仿真时，精确的车门内饰板材料参数是得到正确乘员动态响应的前提，然而这些参数通常难以直接获得。本文旨在通过侧面碰撞台车试验及仿真的方法来获得车门内饰板的材料参数（弹性模量和屈服极限），并将该参数应用于整车侧面碰撞有限元模型中。在现有的试验条件下，设计了具有实车车门及B柱的侧面碰撞台车，并通过侧面碰撞台车试验获得了侧碰假人（ES-2）的动态响应。按照侧面碰撞台车试验方案建立了相应的台车仿真模型，通过对比仿真获得的台车加速度曲线与试验获得的台车加速度曲线，验证了侧面碰撞台车仿真模型的有效性。以车门内饰板材料的弹性模量和屈服极限为实验变量，采用全因子实验设计方法进行了仿真实验设计，对仿真结果进行处理获得了各方案的假人损伤值。将仿真获得的假人损伤值与试验获得的假人损伤值进行对比分析，得到一组车门内饰板材料参数的杨氏模量和屈服极限，分别为8.0GPa为0.04GPa，此时仿真假人损伤值与试验假人损伤值最为相近，因而可以断定该组材料参数最接近实际的材料参数。按照侧面碰撞法规标准建立并验证了移动变形壁障有限元模型，并根据国内某款轿车的CAD模型运用软件HyperMesh建立了整车有限元模型，将获得的车门内饰板材料模型参数运用到整车模型中，采用ES-2侧碰假人按照侧面碰撞法规对所建立的整车有限元模型进行了有效性验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景和意义
• 1.2 侧面碰撞国内外研究现状及历史
• 1.3 汽车侧面碰撞研究方法
• 1.4 侧面碰撞台车-车门试验研究现状
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第二章 侧碰台车试验装置的设计与试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 侧面碰撞试验台的设计
• 2.2.1 座椅台架的设计
• 2.2.2 移动台车的设计
• 2.3 侧面碰撞台车试验研究
• 2.3.1 侧面碰撞台车的试验程序
• 2.3.2 侧面碰撞台车试验的准备
• 2.3.3 试验方案的准备
• 2.3.4 试验结果
• 2.4 本章小结
• 第三章 侧碰台车试验装置有限元模型的建立与验证
• 3.1 引言
• 3.2 侧碰台车试验装置有限元模型的建立
• 3.2.1 座椅台架有限元模型的建立
• 3.2.2 移动台车有限元模型的建立
• 3.2.3 侧碰假人有限元模型
• 3.3 侧碰台车试验装置有限元模型验证
• 3.4 本章小结
• 第四章 车门内饰板材料参数的反求
• 4.1 引言
• 4.2 实验设计方法介绍
• 4.3 车门内饰材料参数的反求
• 4.3.1 全因子仿真实验设计
• 4.3.2 假人损伤对比分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 整车侧面碰撞有限元模型的建立与验证
• 5.1 引言
• 5.2 移动变形壁障有限元模型的建立与验证
• 5.2.1 移动变形壁障有限元模型的建立
• 5.2.2 移动变形壁障有限元模型的验证
• 5.3 整车有限元模型的建立
• 5.4 侧面碰撞假人有限元模型
• 5.4.1 ES-2 侧碰假人的安放与定位
• 5.4.2 ES-2 侧碰假人伤害指标计算
• 5.4.3 侧面碰撞乘员损伤机理
• 5.4.4 侧面碰撞乘员评价标准
• 5.5 整车有限元模型的仿真验证
• 5.5.1 仿真系统能量的变化
• 5.5.2 加速度对比分析
• 5.5.3 侧碰假人损伤对比分析
• 5.6 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录