基于DFSS的仪表板头碰问题解决

论文摘要

本文以某出口车型的内饰仪表板系统为研究对象,从仪表板结构的研究以及内部凸出物法规要求的深入剖析出发,运用DFSS的方法对头碰失效的问题的解决进行了全过程有效地管理。从问题的提出,方案的选择,到最后方案的优化,DFSS工具对问题的正确解决提供了指导,同时CAE的分析也为这次问题的解决提供了重要的技术支持。从而保证了这个问题在规定的时间内得以高效高质量地顺利解决。该出口车型由于仪表板取消了副驾驶气囊的配置而导致无法通过静态头部碰撞试验。针对头碰试验中产生的严重变形,连接点脱开等现象,通过CAE虚拟分析重现失效,并明确改进的目标。通过运用普氏分析法找到解决问题的突破口,通过CAE分析对不同方案的比较,找到了影响系统输出的四个关键控制因子。对每个关键控制因子设定相应的变量水平进行优化,并用CAE手段进行虚拟试验的验证。通过对虚拟分析的结果进行解读,得到比较稳健的优化方案,锤头的位移量和加速度值都满足了预定的分析目标。最后按照最终的优化方案制造零件,最后在物理试验时一次性成功地通过了该车型的头碰安全认证,满足了项目的节点要求。本论文全面地研究了头碰法规的具体实施办法,结合仪表板系统的结构性能要求,深入研究了仪表板头碰问题的解决方法。根据这次CAE分析和试验结果总结出了一些经验,也形成了CAE分析头碰的流程。此次解决仪表板系统的头碰问题的思路可以为以后乘用车头碰问题的解决提供帮助,也为CAE预测头碰问题和解决头碰问题提供了一个参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的背景和意义
• 1.1.1 论文的背景
• 1.1.2 国内外的研究现状
• 1.2 DFSS 方法在汽车开发中的应用
• 1.2.1 DFSS 概念
• 1.2.2 DFSS 的工作流程
• 1.2.3 DFSS 工具的应用
• 1.3 CAE 技术在汽车开发中的应用
• 1.4 本章小结
• 第二章 仪表板系统的结构开发和 CAE 的应用
• 2.1 仪表板系统的结构和设计要求
• 2.1.1 仪表板系统的基本结构
• 2.1.2 仪表板系统的空间布置和安装要求
• 2.1.3 仪表板系统的结构性能要求
• 2.2 仪表板系统结构开发过程中的CAE 应用
• 2.2.1 仪表板系统开发的虚拟评审流程
• 2.2.2 仪表板开发过程中CAE 方法的应用
• 2.3 用LS-DYNA 显式进行仪表板系统头碰分析的理论
• 2.3.1 LS-DYNA 的应用
• 2.3.2 LS-DYNA 动态分析原理
• 2.4 LS-DYNA 进行头碰建模的方法
• 2.4.1 LS-DYNA 进行头碰分析的建模方法
• 2.4.2 LS-DYNA 进行仪表板头碰分析的建模方法
• 2.4.3 LS-DYNA 进行头碰分析的输入和输出
• 2.5 本章小结
• 第三章 仪表板头碰问题提出和头碰法规的技术研究
• 3.1 仪表板头碰问题的提出
• 3.1.1 头碰问题的项目背景
• 3.1.2 头碰问题的现象描述
• 3.1.3 头碰问题的原因查找
• 3.1.4 用DFSS 中的SMART 法则帮助选择问题的解决途径
• 3.2 对内部凸出物法规中的静态头部碰撞要求进行关键点剖析
• 3.2.1 头部碰撞区确定方法
• 3.2.2 头碰点的选取位置研究
• 3.2.3 碰撞速度如何确定
• 3.2.4 判断试验是否通过的原则
• 3.3 内饰仪表板系统常见的头碰问题
• 3.4 本章小结
• 第四章 仪表板头碰问题解决方案的确定
• 4.1 用CAE 方法模拟失效并确定详细的分析控制目标
• 4.1.1 副驾驶区域头部碰撞点的选取
• 4.1.2 用CAE 手段重现失效，并确定CAE 分析的目标值
• 4.1.3 用DFSS 中的普氏分析法确定更改范围
• 4.2 通过CAE 分析确定方案的主体特征
• 4.2.1 确定详细的分析内容
• 4.2.2 不同连接形式的支架之间的概念比较
• 4.2.3 用CAE 来比较不同连接形式的支架的贡献值
• 4.2.4 确定支架的主要连接方式
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于 DFSS 的支架设计优化
• 5.1 运用CAE 手段找到关键控制因子
• 5.1.1 L 型支架和仪表板本体的连接的强弱对性能的影响
• 5.1.2 L 型支架不同的材料和厚度对性能的影响
• 5.1.3 L 型支架的翻边长度对性能的影响
• 5.2 运用DFSS 方法进行试验设计
• 5.2.1 关键控制因子图
• 5.2.2 用DOE 的方法对可行性方案进行试验正交列表设计
• 5.2.3 用CAE 虚拟分析完成设计的试验
• 5.3 本章小结
• 第六章 头碰问题的物理验证
• 6.1 物理试验的验证
• 6.2 问题解决过程中的经验总结
• 6.3 头碰虚拟分析的经验
• 6.4 头碰问题的虚拟分析流程的标准化
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文和专利