计算机仿真制造业论文提纲

论文题目：基于Hypermesh与LS-DYNA汽车正面碰撞分析

摘要：近年来由于我国汽车制造业的蓬勃发展,国内汽车保有量迅速增加。汽车给人们带来便捷生活的同时,引发的交通事故越来越严重。根据统计,汽车的所有碰撞形式中,正面碰撞造成的交通事故居于首位。因此,如何降低汽车正面碰撞造成的伤害,提高汽车安全性,保证乘员安全已引起全社会极大的关注。由于计算机仿真技术日益成熟,运用计算机仿真技术能够在汽车设计初期找到汽车碰撞过程中不合理的结构,从而可以指导汽车设计,对汽车结构做出优化,减少实验量,缩短产品开发周期,降低产品的研发成本。本文采用计算机仿真的方法,对本文采用的汽车模型进行正面100%刚性壁障碰撞仿真分析,并通过建立数学模型,对汽车结构做出了优化。主要内容有:（1）阐述了汽车正面碰撞的意义、国内外汽车碰撞的安全法规及国内外汽车安全碰撞研究的发展历程与现状。（2）介绍了碰撞过程中物体的空间构形、运动微分方程、变形控制方程与结构有限元离散化等涉及的理论知识。对有限元单元计算的单点高斯积分、沙漏控制及接触算法的理论进行了简单叙述。（3）利用软件Hypermesh对汽车CAD模型进行几何清理、网格划分、接触设置及载荷施加等创建有限元模型,利用LS-DYNA软件对有限元模型进行求解计算。（4）对求解结果进行分析验证。从能量变化和质量增加的角度去验证仿真结果的正确性。对B柱左右两侧加速度、前围板侵入量和方向盘跳动量进行了详细分析,从中发现B柱右侧加速度峰值偏高,影响汽车的安全性能。（5）结合本文采用汽车模型的结构特点,采用在前纵梁前端增加吸能盒的方法来降低B柱加速度。结合响应面法和正交实验设计分析的方法,建立了诱导槽的位置、深度和宽度对B柱加速度影响的数学模型,通过求解数学模型的最优解得出比较合理的参数。优化后的仿真结果表明,B柱加速度峰值能够有效的降低,吸能效果也得到进一步提升,从而提高轿车耐撞性能指标。

关键词：正面100%碰撞;计算机仿真;吸能盒;响应面法;正交实验

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景及选题意义

1.2 车辆安全性概述

1.3 国内外车辆碰撞研究概况

1.3.1 国外车辆碰撞研究概况

1.3.2 国内车辆碰撞研究概况

1.4 车辆碰撞仿真技术研究概况

1.5 汽车碰撞实验要求

1.6 课题研究思路与研究内容

1.6.1 研究思路

1.6.2 研究内容

第二章 汽车碰撞有限元理论基础

2.1 变形过程中物体的构型描述

2.2 运动微分方程

2.3 变形控制方程

2.4 结构有限元离散化

2.5 单点高斯积分与沙漏控制

2.6 碰撞仿真中的接触算法

2.7 软件介绍

2.8 本章小结

第三章 汽车有限元模型的建立

3.1 整车有限元网格的建立

3.1.1 几何模型的处理

3.1.2 网格划分

3.1.3 网格质量检查

3.2 连接设置

3.3 材料属性设置

3.4 接触设置

3.5 求解设置

3.5.1 初始条件

3.5.2 输出控制

3.6 本章小结

第四章 汽车正面碰撞仿真分析

4.1 质量增加变化

4.2 整车碰撞变形过程

4.3 能量曲线分析

4.3.1 整车能量变化

4.3.2 前纵梁能量变化

4.4 B柱加速度变化

4.5 前围板入侵分析

4.6 转向管柱跳动分析

4.7 本章小结

第五章 正面碰撞关键结构优化

5.1 响应指标分析

5.2 优化方案

5.3 变截面铝合金吸能盒优化分析

5.3.1 优化问题的数学模型

5.3.2 正交实验设计

5.3.3 响应表面法

5.3.4 吸能盒诱导槽优化

5.3.5 吸能盒变形过程

5.3.6 前围板入侵量对比

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢