梯度强度汽车薄壁结构抗撞性优化

摘要：

本文中采用有限元法,对一种梯度强度汽车薄壁结构的抗撞性能进行仿真研究.首先以该结构在碰撞过程中的峰值碰撞力F和比吸能E为评价指标,分析了板厚t、碰撞端强度s和梯度强度分布指数m对其抗撞性能的影响.通过响应面法建立性能参数F和E与设计变量m,t和s的近似关系,并对该结构进行多目标优化,得到F和E的最优设计Pareto前沿.然后考虑到工艺因素的不稳定性,选取该前沿上的特征点对最优设计的鲁棒性进行分析,发现当梯度强度指数m<0.5时(此时顶端强度和厚度应选最小值)鲁棒性最优.最后以原始材料(低强度均质性能)、高强度材料(高强度均质性能)和梯度强度材料进行某款车型前纵梁的正撞模拟评价.结果表明:梯度强度薄壁结构在乘员舱减速度、前围侵入量和比吸能等方面皆比传统设计有着更优的抗撞性能,且有效减轻了车身质量,综合性能最优.

关键词：汽车抗撞性、梯度强度、多目标优化、鲁棒性设计

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资助基金：国家自然科学基金重点项目11272075;中国博士后科学基金2014M561223;中央高校基本科研业务费专项资金DUT16RC428项目联合资助

在线出版日期：2018-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：508-514