卡车建模及卡车与刚性护栏正面碰撞仿真分析

论文摘要

科技的发展使得汽车成为人们生活中不可或缺的交通工具。车辆的急剧增长一方面给人们生活和生产带来极大的方便,同时也使交通事故造成的损失也日益加剧。目前就国内而言,卡车事故率高、事故伤害大,但是碰撞安全方面研究极少。因此,开展卡车安全性研究,提高卡车碰撞安全性,是汽车制造企业十分紧迫的任务。针对卡车正面撞击刚性护栏的仿真分析,通过PRO/E建立整车模型,对模型进行合理简化,选择各部件单元类型、材料属性、网格划分、接触类型及焊点连接方式,模拟刚性护栏,定义时间和初始速度,设置非线性材料属性等方面,准确、有效的建立了正面碰撞的有限元模型,为卡车碰撞仿真计算提供参考依据。通过建立卡车碰撞有限元模型,对卡车进行仿真模拟计算,然后对整车进行速度分析、加速度分析和能量分析,通过计算机仿真模拟,结果表明满足抗撞安全性。通过相关文献的对比,论文中仿真简化模型的建立基本正确,结果分析基本正确,符合碰撞仿真的基本规律。本论文采用非线性有限元理论,利用ANSYS进行前处理、LS-DYNA计算、LSPREPOST进行后处理,对卡车整车碰撞刚性护栏进行仿真模拟计算,验证碰撞的安全性能。最后对全文所做工作所取得的成绩和不足进行了总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 汽车-护栏碰撞有限元模型的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 研究方法与技术路线
• 1.4.1 研究方法
• 1.4.2 技术路线
• 第2章 碰撞有限元基础
• 2.1 有限元基本理论
• 2.1.1 CAE 技术
• 2.1.2 有限元方法
• 2.2 护栏
• 2.2.1 刚性护栏
• 2.2.2 半刚性护栏
• 2.2.3 柔性护栏
• 2.2.4 护栏形式的选择
• 2.3 碰撞过程中车辆运动的描述
• 2.4 碰撞动力学的有限元分析
• 2.5 软件介绍
• 2.5.1 PRO/E
• 2.5.2 ANSYS
• 2.5.3 LS-DYNA
• 2.5.4 LSPREPOST
• 2.6 本章小结
• 第3章 卡车几何模型的建立
• 3.1 几何模型的建立
• 3.1.1 分析零件
• 3.1.2 零件装配设计
• 3.1.3 零件间的装配关系
• 3.2 车型的选择
• 3.2.1 轴数和驱动方式
• 3.2.2 驾驶室形式
• 3.2.3 发动机
• 3.2.4 主要尺寸的确定
• 3.2.5 重汽SX2190
• 3.3 利用PRO/E 建立卡车CAD 模型
• 3.3.1 发动机模型
• 3.3.2 变速箱模型
• 3.3.3 离合器模型
• 3.3.4 卡车的总成装配模型
• 3.4 几何模型的合理简化及建立
• 3.4.1 结构计算模型
• 3.4.2 车身几何模型建立应注意的问题
• 3.5 整车模型输出
• 3.6 本章小结
• 第4章 卡车与刚性护栏有限元模型的建立
• 4.1 卡车有限元模型的建立
• 4.2 刚性护栏模型的建立
• 4.3 正面碰撞参数设置
• 4.3.1 定义控制参数
• 4.3.2 接触界面处理
• 4.3.3 部件连接问题
• 4.4 建模主要影响因素
• 4.4.1 网格密度
• 4.4.2 时间步长控制
• 4.4.3 焊点布置
• 4.5 正面碰撞有限元模型的输出
• 4.6 本章小结
• 第5章 卡车与刚性护栏正面碰撞仿真评价
• 5.1 卡车-刚性护栏模拟计算条件
• 5.2 正面碰撞安全性评价
• 5.2.1 碰撞过程的平均加速度
• 5.2.2 碰撞过程中的加速度均方根
• 5.2.3 卡车在碰撞过程中的最大加速度
• 5.3 正面碰撞安全性分析
• 5.3.1 速度、加速度分析
• 5.3.2 能量分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 攻读学位期间参加的科研项目
• 致谢