乘用车前保险杠系统耐撞性研究

作     者：程豹 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李春书

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：前保险杠系统 ODB RCAR 行人下肢保护 耐撞性 

摘      要：前保险杠系统是位于车身最前端的缓和冲击力的装置,在车辆高速偏置碰撞、低速和行人下肢碰撞中均起到不同程度的保护作用。目前国内外逐步将低速碰撞和行人保护性能逐步加入汽车安全性能的开发流程中,我国2018版的C-NCAP法规中将行人保护纳入法规规程。因此综合考虑设计出可以满足高速偏置碰撞性能、低速碰撞性能、行人下肢保护性能的前保系统,对于改善汽车的安全性具有重要意义。首先,本文依据C-NCAP、RCAR、E-NCAP三种法规,分别建立某国产车型的高速偏置碰撞有限元模型、低速偏置碰撞有限元模型和Flex-GTR柔性下肢碰撞有限元模型。根据相关法规评价标准对该车辆前保系统耐撞性进行分析,结果表明上述三种工况下,该系统结构耐撞性均不能满足要求。其次,以前保系统等主要结构参数为变量进行DOE正交试验设计,利用极差法分析结构变量对于每种性能影响的主次因素及影响规律,综合考虑三种工况性能,对前保险杠系统结构进行重新优化匹配。结果表明,高速偏置碰撞、低速碰撞、行人下肢碰撞性能均得到提升。最后,在正交优化的基础上,对该车型前保险系统进行了轻量化设计。利用多目标遗传算法,以前保系统零部件横向厚度为变量,在保证前保系统耐撞性的情况下,对其质量进行了优化。通过仿真验证得知,优化后的保险杠系统在高速偏置碰撞中导力作用增强;低速碰撞向后侵入量、行人下肢碰撞中的伤害均在规定范围内,耐撞性提高。前保系统总体质量降低,达到要求。