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汽车侧面碰撞动力学模型及结构刚度分析

汽车侧面碰撞动力学模型及结构刚度分析

作者：魏庆清华大学

学位级别：硕士

侧面碰撞已经成为我国交通事故中的第一大事故形态。结构良好的耐冲击性能是对乘员进行保护的前提条件。对侧面结构之间刚度的良好匹配能够更好对乘员进行保护。本论文采用理论计算、有限元仿真分析与试验相结合的方法，对汽车侧面碰撞... 详细信息

侧面碰撞已经成为我国交通事故中的第一大事故形态。结构良好的耐冲击性能是对乘员进行保护的前提条件。对侧面结构之间刚度的良好匹配能够更好对乘员进行保护。本论文采用理论计算、有限元仿真分析与试验相结合的方法，对汽车侧面碰撞动力学模型及结构刚度加以分析。论文将可移动壁障（MDB）对刚体墙的正面碰撞过程简化为基于单集中质量的动力学模型，并由此确定了集中质量模型中弹簧阻尼单元的刚度特性;将MDB对车辆的侧面碰撞过程简化为基于两集中质量的动力学模型，通过模拟速度曲线与实测速度曲线的对比验证了上述弹簧阻尼单元的刚度特性有效性。在此基础上建立了基于四集中质量的侧撞动力学模型，通过设置合适的模型参数能够对实测速度曲线进行较好的拟合。该动力学模型计算较为简便，且模型中的参数便于实际测量。对模型刚度参数进行了影响因素分析，发现通过采用增大软内饰区厚度到0.28m、增大车门与车体连接刚度到120kN/m、减小软内饰区刚度到9kN/m的结构改进方案，假人盆骨处加速度峰值由50.5g下降到24.9g，有效的减少了乘员损伤。在有限元仿真环境下，计算得到了结构刚度。结构平均刚度与动力学模型中的刚度参数取值较为接近，而分段刚度曲线能够较好的代替仿真刚度曲线。计算得到了碰撞接触面上力分布的时域响应，能够较好反映侧面结构刚度的强弱。讨论分析了车身侧面力分布时域响应的实际获取方法。结果发现当力测量装置安装在无蜂窝铝的MDB表面撞击试验车辆时，得到的力分布时域响应与侧撞法规试验中接触面上的最为相似。为了实现侧面碰撞中对力分布的测量，设计了测力单元和对不同材料的落锤冲击实验，并对比了通过实测力得到的刚度和通过加速度估算得到的刚度。实验结果表明，测力单元能够在125mm×125mm的范围内对碰撞力进行测量，通过测力单元与加速度传感器配合可以较为简便的得到试件的刚度。在特定工况下，可以使用加速度估算得到部件的刚度，但使用实测力得到的刚度则更为准确。

关键词：侧面碰撞动力学模型结构刚度碰撞力分布力测量

结构刚度对带惯性负载的阀控马达随动系统的影响

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航空精密制造技术 1981年第1期 35-46页

作者：许怡如

在阀控马达随动系统中,执行元件(阀与马达)和负载(传动装置与转台)的惯性、结构刚度,决定了系统的结构谐振频率。本文寻求结构谐振频率与系统参数的关系。

关键词：阀控马达随动系统伺服系统惯性负载结构刚度

结构刚度对机翼连接件连接螺栓载荷分配的影响

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机械制造与自动化 2016年第1期45卷 50-53页

作者：王启明南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016

机翼连接件是静不定结构,载荷的传递很难用传统的静定结构进行受力分析。利用PATRAN/NASTRAN软件对机翼连接件进行有限元建模,对连接件存在的螺栓连接和端面接触问题,进行了合理的有限元模拟,重点分析了翼型结构特性对螺栓载荷分配的影... 详细信息

机翼连接件是静不定结构,载荷的传递很难用传统的静定结构进行受力分析。利用PATRAN/NASTRAN软件对机翼连接件进行有限元建模,对连接件存在的螺栓连接和端面接触问题,进行了合理的有限元模拟,重点分析了翼型结构特性对螺栓载荷分配的影响。为比较结构刚度变化对螺栓载荷的影响,分别调整连接件局部刚度和结构整体刚度,通过有限元分析,得出了螺栓载荷分配随结构刚度的变化规律,对机翼连接结构设计具有一定的参考价值。

关键词：机翼连接件有限元模型结构刚度载荷

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结构刚度对无缝桥梁整体受力影响研究

甘肃科技 2013年第10期29卷 98-102页

作者：曾志刚张己存甘肃省交通规划勘察设计院甘肃兰州730030

依据研究内容及结构刚度基本理论,建立了只包含主梁、桥台及桥台桩基三个结构的单跨整体式无缝桥梁,分别单一的改变三者刚度,得出其刚度变化对结构受力的影响,并绘出了影响变化曲线。

关键词：无缝桥梁结构刚度整体受力荷载分配

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结构刚度对薄壁箱型梁焊接变形的影响

焊接 2018年第4期 42-46,56页

作者：李娅娜张帆谢素明大连交通大学交通运输工程学院辽宁大连116028

目前基于工艺参数、焊接顺序和拘束度对焊接变形影响的研究虽多,但有关焊接结构刚度对焊接变形影响的研究仍较少。利用T形接头进行三维热弹塑性有限元分析,在试验验证其合理的基础上,利用逆解析法在瞬态焊结果中提取四成分固有应变数据... 详细信息

目前基于工艺参数、焊接顺序和拘束度对焊接变形影响的研究虽多,但有关焊接结构刚度对焊接变形影响的研究仍较少。利用T形接头进行三维热弹塑性有限元分析,在试验验证其合理的基础上,利用逆解析法在瞬态焊结果中提取四成分固有应变数据,并基于固有应变理论的弹性有限元方法对薄壁箱型梁结构进行焊接变形预测,定量研究腹板间距和高度对焊接变形的影响。研究表明,腹板间距的增大在一定范围内使结构整体焊接变形减小,两者之间呈现一次函数关系;腹板高度的增加在一定范围内也使结构整体焊接变形减小,两者之间呈现二次函数关系。

关键词：固有应变薄壁箱型梁结构刚度焊接变形

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结构刚度对框架结构周期比的影响

黑龙江科技信息 2017年第11期 250-251页

作者：王春龙张佩李治霞中国人民解放军后勤工程学院重庆400041

本文以某建筑工程为背景,运用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部研制开发的多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE,采用空间杆-壳元墙元模型对结构进行整体分析。分析了减小结构整体刚度,和适当加大结构周围抗侧刚度对框架结... 详细信息

本文以某建筑工程为背景,运用中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部研制开发的多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE,采用空间杆-壳元墙元模型对结构进行整体分析。分析了减小结构整体刚度,和适当加大结构周围抗侧刚度对框架结构周期比的影响。给出了结构周期比不满足规范要求的时相应的调整方法,从而为工程实际做指导。

关键词：周期比结构刚度

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用侯维智判据选取力控系统结构刚度

航空兵器 1989年第1期 16-23页

作者：刘昆华

自动飞行器的地面仿真试验设备中模拟舵面加载的力控系统具有与一般位置控制系统和速度控制系统不同的特点,即存在“多余力矩”干扰。对于这种系统,采用自动调节原理中的奈奎斯特(NYQUIST)判据判断其稳定性,往往失误。本文分析了这种系... 详细信息

自动飞行器的地面仿真试验设备中模拟舵面加载的力控系统具有与一般位置控制系统和速度控制系统不同的特点,即存在“多余力矩”干扰。对于这种系统,采用自动调节原理中的奈奎斯特(NYQUIST)判据判断其稳定性,往往失误。本文分析了这种系统的物理本质和传递函数,提用侯维智(HURWITZ)判据选取其结构刚度的方法,并对该系统作了某讨论。

关键词：力控系统侯维智判据结构刚度

激光全息技术在组合机床滑座结构刚度研究中的应用

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组合机床与自动化加工技术 1984年第8期 3-13+51页

作者：杨德林丛喜华大连组合机床研究所

本文主要介绍应用激光全息照相术研究组合机床滑座模型结构静刚度,其中包括:运用相似理论进行静力模型设计;根据因次分析建立模型与原型的弯曲刚度、扭转刚度相似关系以及激光全息照相试验等方面的内容。图14幅。

关键词：滑座原型导轨静刚度组合机床结构刚度

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舰艇结构刚度对砰击载荷影响的探讨

舰船性能研究 1995年第3期 89-94页

作者：邱强

本文在文献「１」的基础上，进一步讨论水面舰艇的砰击载荷，主要探讨水面舰艇结构刚度对砰击弯矩的影响。通过对两条相似实舰的比较深入细致的计算分析后认为，舰艇结构刚度对砰击载荷有一定的影响，刚度愈大，舰舯的砰击弯矩亦大，而... 详细信息

本文在文献「１」的基础上，进一步讨论水面舰艇的砰击载荷，主要探讨水面舰艇结构刚度对砰击弯矩的影响。通过对两条相似实舰的比较深入细致的计算分析后认为，舰艇结构刚度对砰击载荷有一定的影响，刚度愈大，舰舯的砰击弯矩亦大，而波浪诱导弯矩相对趋小；而刚度愈小，波浪诱导弯矩相对趋大，而砰击弯矩则愈小。这说明适当的舰艇结构刚度和剖面模数能够降低或改善舰艇的外载荷水平。

关键词：舰艇结构刚度砰击载荷