摘要：随着汽车保有量的增加，道路交通事故己经成为世界性的一大社会不足。近十年的交通事故统计表明，侧面碰撞引起的交通事故均高于正面碰撞，侧面碰撞的致死率仅次于正面碰撞，而致伤率则居第一位。汽车侧面是车体中强度较薄弱的部位，侧面碰撞缓冲区较小，车体吸能的能力较弱，乘员面对的损伤风险很高。由此，开展汽车侧面碰撞安全性探讨，对于提升我国汽车产品的整体安全性能具有重要作用。本论文针对国内某自主品牌轿车，对轿车乘员舱刚度优化、乘员舱侧面不同区域刚度的匹配规律以及分区刚度与乘员伤害指标的联系进行了探讨，探讨工作与结论对侧面碰撞安全性的探讨有一定参考价值。主要工作与结论如下：（1）按照我国侧面碰撞法规标准，建立了用于汽车侧面碰撞计算机仿真计算的移动变形壁障有限元模型，根据移动变形壁障的变形特性以及吸能特性都满足法规的要求，验证了建立的移动变形壁障模型的可靠性，证明了该移动变形壁障可以用于汽车侧面碰撞的计算机仿真探讨；（2）建立了包括车身、发动机、变速箱、悬架系统、车轮总成、电动机、油箱和电池等较为完整的汽车侧面碰撞仿真有限元模型，并进行侧面碰撞仿真。以整车的能量与质量守恒情况、运动情况、速度变化以及车身变形等几个方面浅析了计算机仿真的结果，得出该整车有限元模型可信，可以用于接下来的探讨，另外，通过对整车进行安全性的评价得知，换算后得到的驾驶员的肋骨平均变形量为35.45mm，其C-NCAP评分计算胸部分值仅为1.31分，说明轿车侧面碰撞安全性能较差，需进行改善与优化。（3）提出将车身侧面碰撞区域划分为六个区域进行轿车乘员舱刚度的探讨，并浅析了原始模型的车身刚度水平以及乘员舱分区刚度改善潜力；结果表明，车身侧面刚度呈现“上弱下强”的走势，刚度分布不够合理；同时，明确了乘员舱分区刚度优化的设计对象分别为：B柱内外加强板、门槛加强板、前后车门防撞杆、地板横梁及内部加强板、后地板横梁和车顶横梁等8个关键构件，为下一步改善整车侧面抗撞性，分区刚度的优化与匹配奠定了基础。（4）为提升优化效率，进行了侧面碰撞简化模型的探讨；然后基于侧面碰撞的简化模型探讨，采取正交试验优化的策略，以B柱内外加强板、门槛加强板等8个关键构件作为优化设计对象，对整车分区刚度进行优化探讨；探讨结果表明，相比原始案例，优化案例1和优化案例2的B柱侵入速度分别降了0.91m/s、1.93m/s；B柱上部侵入量分别减少9.92mm、26.18mm；B柱中部侵入量分别减少了31.01mm、69.99mm；B柱下部侵入量分别减少30.33mm、78.9mm；优化案例仿真结果表明优化效果较为显著；改善了侧面碰撞中车体的抗撞性能。（5）探讨了轿车侧面分区刚度的匹配规律以及分区刚度与乘员伤害指标之间的联系；结果表明，整车侧面高刚度水平组和低刚度水平组的分区刚度曲线均呈“山峰”状，两组曲线的刚度峰值呈150N/mm的横差联系。对侧面耐撞性的改善体现为各分区刚度曲线同步上升；同时，在不涉及检测人的情况下，可以推算出“峰顶”刚度与乘员胸部得分的联系，可以有效的指导轿车侧面碰撞耐撞性设计，对其他同类车型的侧面抗撞性探讨具有一定的借鉴作用。关键词：侧面碰撞论文乘员舱分区刚度论文结构抗撞性论文正交试验法论文
摘要3-5
ABSTRACT5-9
1 绪论9-13
1.1 课题探讨背景与作用9-10
1.2 国内外探讨近况及进展动态10-12
1.2.1 国外探讨近况及进展动态10-11
1.2.2 国内探讨近况及进展动态11-12
1.3 探讨目的和内容12-13
2 侧面碰撞仿真模拟浅析13-31
2.1 移动变形壁障有限元模型的建立与验证13-19
2.1.1 移动变形壁障有限元模型的建立13-16
2.1.2 MDB 动态性能校核16-17
2.1.3 MDB 动态性能验证仿真结果17-19
2.2 整车侧面碰撞有限元模型的建立与仿真浅析19-28
2.2.1 整车有限元模型的建立19-21
2.2.2 整车侧面碰撞仿真浅析21-27
2.2.3 安全性评价27-28
2.3 本章小结28-31
3 轿车乘员舱分区刚度探讨31-49
3.1轿车乘员舱分区刚度的评价31-33
3.1.1 轿车乘员舱分区刚度的含义31-32
3.1.2 轿车乘员舱刚度曲线的获取与评价32-33
3.2 车身侧围分区刚度水平33-34
3.3 轿车乘员舱分区刚度特性改善潜力浅析34-47
3.3.1 承受横向压缩力的构件刚度特性改善潜力浅析35-40
3.3.2 承受轴向压缩力的构件刚度特性改善潜力浅析40-47
3.4 本章小结47-49
4 轿车侧面碰撞模型简化与分区刚度优化探讨49-65
4.1 简化模型的建立与验证49-52
4.2 轿车乘员舱分区刚度优化探讨52-63
4.2.1 正交优化设计论述介绍53-55
4.2.2 受横向压缩力的构件正交优化浅析55-58
4.2.3 受轴向压缩力的构件正交优化浅析58-60
4.2.4 运用于整车的优化案例60-63
4.3 本章小结63-65
5 轿车乘员舱分区刚度匹配探讨65-73
5.1 优化案例分区刚度特性浅析65-68
5.1.1 优化案例一分区刚度特性浅析65-66
5.1.2 优化案例二分区刚度特性浅析66-67
5.1.3 分区刚度曲线比较浅析67-68
5.2 轿车乘员舱分区刚度匹配规律浅析68-70
5.3 轿车乘员舱分区刚度与乘员伤害指标联系探讨70-72
5.4 本章小结72-73
6 结论与展望73-75
6.1 结论73-74
6.2 展望74-75
致谢75-77
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