应用于汽车正面碰撞的缓冲吸能装置研究

论文摘要

本文针对目前主动安全技术仍然难以大幅度地避免交通事故发生的现实情况,在分析了国内外碰撞缓冲吸能装置研制水平与发展现状,以及碰撞损伤理论和法规的基础之上,研究了一种较新的机械缓冲吸能装置。本缓冲吸能装置的目的是针对保护车体和司乘人员,首先根据碰撞现象将碰撞物体和车辆分为碰撞变形段和碰撞惯性段；再根据碰撞变形过程和碰撞损伤理论研究了本缓冲吸能装置的总体方案。本装置主要包括两部分：碰撞吸能部分和碰撞传能部分。装置通过在碰撞时剪切被剪切板吸收碰撞能量,延长碰撞时间,通过缓冲梁将碰撞力传递到车辆的惯性质量段,减轻碰撞变形段的碰撞变形和冲击。通过理论计算对该装置进行了可行性分析,再通过计算机模拟仿真验证了本缓冲吸能装置的效果。本文利用Pro/E软件建模和ANSYS软件的LS-DYNA单元对模型进行碰撞仿真分析,分别对安装缓冲吸能装置前后的正面碰撞做出对比和安装缓冲吸能装置前后的30度斜碰撞做出对比,结果得出,在安装本缓冲吸能装置后,正面碰撞和斜碰撞都能起到较好的缓冲吸能效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究汽车正面碰撞的重要性
• 1.2 国内外汽车安全技术研究现状
• 1.2.1 主动安全技术的研究现状
• 1.2.2 被动安全技术的发展现状
• 1.2.3 国内外汽车安全性试验内容
• 1.3 缓冲吸能装置种类及国内外研制使用情况
• 1.3.1 冲撞型缓冲吸能装置
• 1.3.2 发射型缓冲吸能装置
• 1.3.3 冲撞反作用式
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 碰撞过程的理论研究
• 2.1 司乘人员在碰撞过程中的受伤原因分析
• 2.2 碰撞过程分析
• 2.2.1 碰撞基本概念
• 2.2.2 碰撞的变形过程分析
• 2.3 碰撞前后的能量分析
• 2.4 汽车正面碰撞法规分析
• 2.4.1 人体对碰撞的忍耐度
• 2.4.2 汽车正面碰撞法规
• 第3章 缓冲吸能装置的设计
• 3.1 方案设计
• 3.2 碰撞剪切吸能装置
• 3.2.1 碰撞剪切吸能装置的原理和结构
• 3.2.2 剪切破断能量
• 3.3 受力杆的稳定性
• 第4章 碰撞仿真的分析工具
• 4.1 ANSYS的特点
• 4.1.1 界面
• 4.1.2 数据接口
• 4.1.3 数据库
• 4.2 ANSYS/LS-DYNA分析过程
• 4.3 碰撞仿真的影响因素
• 4.3.1 沙漏控制
• 4.3.2 接触和摩擦的处理
• 第5章 缓冲吸能装置的仿真研究
• 5.1 剪切吸能原理的二维模型分析
• 5.2 缓冲梁分析
• 5.3 三维模型的正面碰撞模拟仿真
• 5.3.1 安装缓冲吸能装置前的碰撞变形过程
• 5.3.2 安装缓冲吸能装置后的碰撞变形过程
• 5.3.3 正面碰撞模拟仿真数据分析
• 5.4 三维模型的斜碰撞模拟仿真
• 5.4.1 斜碰撞仿真模型
• 5.4.2 模拟仿真数据分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢