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碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒低速碰撞轻量化设计优化
被引量：
7
1
作者
肖金涛
张帅
+1 位作者
徐锐良
徐立友
《河南科技大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2021年第3期25-32,M0003,M0004,共10页
为了提升车身前端轻量化性能,本文设计与优化了一种新型结构的碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒。首先,建立了某乘用车钢制车身前端的有限元模型,并验证了模型的准确性。然后,运用拓扑优化技术对防撞梁及吸能盒进行拓扑设计,优化出...
为了提升车身前端轻量化性能,本文设计与优化了一种新型结构的碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒。首先,建立了某乘用车钢制车身前端的有限元模型,并验证了模型的准确性。然后,运用拓扑优化技术对防撞梁及吸能盒进行拓扑设计,优化出其最优形状,确定新型防撞梁及吸能盒的三维模型。结合新型防撞梁及吸能盒模型,通过自由尺寸优化、尺寸优化和铺层顺序优化,对碳纤维复合材料防撞梁铺层进行优化,确定其最佳铺层块、铺层角度及铺层顺序。最后,基于碳纤维复合材料防撞梁及铝合金吸能盒低速正面碰撞有限元模型,设置6个设计变量和5个响应,采用最优拉丁超立方法对各设计变量随机取样,以构建各响应值的Kriging近似模型,运用NSGA-Ⅱ算法对防撞梁及吸能盒进行多目标优化,确定其最佳厚度。优化结果表明:与优化前相比,优化后吸能量为787.993 J,下降0.25%;吸能盒截面碰撞力峰值为20.2085 kN,下降了58.67%;最大侵入量为-64.2847 mm,增加了118.69%;防撞梁及吸能盒总质量为0.9537 kg,降低了45.34%。优化后碳纤维复合材料防撞梁及铝合金吸能盒在满足碰撞性能要求的条件下,比原钢制材料结构质量减少了67.2%,轻量化效果显著。
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关键词
防撞梁
吸能盒
低速正面碰撞
碳纤维复合材料
优化设计
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职称材料
基于低速正碰的吸能盒式防撞梁吸能特性研究
被引量：
11
2
作者
陈有松
孙万朋
+1 位作者
安超群
尹浩庆
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2018年第3期53-58,共6页
基于防撞梁系统的研究与发展现状,对某商用车型的防撞梁系统进行了概念设计,建立了有效的正面100%刚性壁障低速碰撞仿真模型。通过正交试验法,系统地研究了横梁截面、吸能盒截面、吸能盒内板厚度和吸能盒外板厚度对防撞梁系统吸能特性...
基于防撞梁系统的研究与发展现状,对某商用车型的防撞梁系统进行了概念设计,建立了有效的正面100%刚性壁障低速碰撞仿真模型。通过正交试验法,系统地研究了横梁截面、吸能盒截面、吸能盒内板厚度和吸能盒外板厚度对防撞梁系统吸能特性的影响,并利用极差法和综合平衡法选出了最大峰值碰撞力小、吸能盒压缩量小的吸能特性最优组合。最后探讨了溃缩槽间距对吸能盒式防撞梁吸能特性的影响。分析结果指出,最终组合方案满足碰撞力要求,并且吸能盒式防撞梁具有较好的吸能能力。
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关键词
吸能盒
低速正面碰撞
正交试验
压缩位移
最大峰值
碰撞
力
溃缩槽间距
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职称材料
题名
碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒低速碰撞轻量化设计优化
被引量：
7
1
作者
肖金涛
张帅
徐锐良
徐立友
机构
河南科技大学车辆与交通工程学院
出处
《河南科技大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2021年第3期25-32,M0003,M0004,共10页
基金
国家重点研发计划基金项目(2017YFD070020402)
河南省高等学校重点科研基金项目(20A460013)
河南省青年人才托举工程项目(2020HYTP016)。
文摘
为了提升车身前端轻量化性能,本文设计与优化了一种新型结构的碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒。首先,建立了某乘用车钢制车身前端的有限元模型,并验证了模型的准确性。然后,运用拓扑优化技术对防撞梁及吸能盒进行拓扑设计,优化出其最优形状,确定新型防撞梁及吸能盒的三维模型。结合新型防撞梁及吸能盒模型,通过自由尺寸优化、尺寸优化和铺层顺序优化,对碳纤维复合材料防撞梁铺层进行优化,确定其最佳铺层块、铺层角度及铺层顺序。最后,基于碳纤维复合材料防撞梁及铝合金吸能盒低速正面碰撞有限元模型,设置6个设计变量和5个响应,采用最优拉丁超立方法对各设计变量随机取样,以构建各响应值的Kriging近似模型,运用NSGA-Ⅱ算法对防撞梁及吸能盒进行多目标优化,确定其最佳厚度。优化结果表明:与优化前相比,优化后吸能量为787.993 J,下降0.25%;吸能盒截面碰撞力峰值为20.2085 kN,下降了58.67%;最大侵入量为-64.2847 mm,增加了118.69%;防撞梁及吸能盒总质量为0.9537 kg,降低了45.34%。优化后碳纤维复合材料防撞梁及铝合金吸能盒在满足碰撞性能要求的条件下,比原钢制材料结构质量减少了67.2%,轻量化效果显著。
关键词
防撞梁
吸能盒
低速正面碰撞
碳纤维复合材料
优化设计
Keywords
bumper beam
crash box
low-velocity impact
carbon fiber
design and optimization
分类号
U463 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于低速正碰的吸能盒式防撞梁吸能特性研究
被引量：
11
2
作者
陈有松
孙万朋
安超群
尹浩庆
机构
上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心
上海理工大学机械工程学院
出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2018年第3期53-58,共6页
文摘
基于防撞梁系统的研究与发展现状,对某商用车型的防撞梁系统进行了概念设计,建立了有效的正面100%刚性壁障低速碰撞仿真模型。通过正交试验法,系统地研究了横梁截面、吸能盒截面、吸能盒内板厚度和吸能盒外板厚度对防撞梁系统吸能特性的影响,并利用极差法和综合平衡法选出了最大峰值碰撞力小、吸能盒压缩量小的吸能特性最优组合。最后探讨了溃缩槽间距对吸能盒式防撞梁吸能特性的影响。分析结果指出,最终组合方案满足碰撞力要求,并且吸能盒式防撞梁具有较好的吸能能力。
关键词
吸能盒
低速正面碰撞
正交试验
压缩位移
最大峰值
碰撞
力
溃缩槽间距
Keywords
absorbing box
low-speed frontal collision
orthogonal experimental design
compression displacement
maximum collision force
distance of induced groove
分类号
U461.91 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
碳纤维复合材料防撞梁与铝合金吸能盒低速碰撞轻量化设计优化
肖金涛
张帅
徐锐良
徐立友
《河南科技大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2021
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于低速正碰的吸能盒式防撞梁吸能特性研究
陈有松
孙万朋
安超群
尹浩庆
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2018
11
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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