汽车碰撞拓扑优化及力流分析

1 绪论
1.1 概述
1.2 汽车结构的发展及现状
1.2.1 车身结构的承栽形式
1.2.2 骨架式车身研究进展
1.3 碰撞拓扑优化研究现状
1.3.1 车身结构拓扑优化研究现状
1.3.2 碰撞安全性拓扑优化研究现状
1.4 结构力流分析研究现状
1.5 本书的内容及安排
1.6 总体研究方案的确定
2 面向碰撞问题的汽车零部件拓扑优化方法
2.1 基于HCA法的保险杠结构拓扑优化
2.1.1 HCA法的理论基础
2.1.2 仿真求解及优化过程
2.1.3 优化结果分析
2.2 基于ESL法的保险杠结构拓扑优化
2.2.1 ESL法的理论基础
2.2.2 仿真求解及优化过程
2.2.3 优化结果分析
2.3 基于BESO法的前纵梁结构拓扑优化
2.3.1 BESO法的理论基础
2.3.2 仿真求解及优化过程
2.3.3 优化结果分析
2.4 本章小结
3 基于拓扑优化的车身结构设计方法
3.1 车身结构的拓扑优化模型
3.1.1 拓扑空间的建立
3.1.2 车身结构拓扑优化的数学模型
3.1.3 基于等效静态载荷的拓扑优化求解
3.1.4 基于拓扑优化的车身结构建立流程
3.2 载荷工况的描述
3.2.1 车身载荷及材料
3.2.2 静态工况的设置
3.2.3 碰撞工况的设置
3.3 静态工况拓扑优化结果分析
3.3.1 单一静态工况拓扑优化
3.3.2 静态工况综合拓扑优化
3.4 碰撞工况拓扑优化结果分析
3.4.1 不同边界条件对碰撞工况拓扑优化结果影响
3.4.2 不同优化时刻对碰撞工况拓扑优化结果的影响
3.4.3 碰撞工况综合拓扑优化结果分析
3.5 骨架式车身结构的建立
3.6 本章小结
4 骨架式车身结构静态工况力流仿真分析方法
4.1 车身骨架的构成元素
4.2 静态工况力流分析基本原理
4.2.1 梁单元理论模型
4.2.2 杆件传力基本理论
4.2.3 接头传力基本理论
4.2.4 静态工况力流分析基本流程
4.3 静态工况力流分析模型准确性研究
4.3.1 分析模型及加载工况
4.3.2 不同分析模型的结果对比
4.4 骨架式车身结构静态工况力流分析
4.4.1 载荷工况描述
4.4.2 应力分布对比
4.4.3 内力成分分析
4.4.4 应力成分分析
4.4.5 力流特性分析
4.5 本章小结
5 骨架式车身结构碰撞工况力流仿真分析方法
5.1 碰撞工况力流分析基本原理
5.1.1 考虑几何非线性的力流分析模型建立方法
5.1.2 考虑材料非线性的力流分析模型建立方法
5.1.3 碰撞工况力流分析的基本流程
5.2 碰撞工况力流分析模型准确性研究
5.2.1 载荷工况的描述
5.2.2 轴向压溃特性研究
5.2.3 弯曲变形特性研究
5.3 骨架式车身结构正碰工况力流分析
5.3.1 力流分析模型建立
5.3.2 碰撞仿真结果分析
5.3.3 力流分析结果讨论
5.4 本章小结
6 骨架式车身结构力流试验及改进方法
6.1 力流试验基本原理
6.1.1 杆件应力成分计算公式
6.1.2 杆件内力成分计算公式
6.2 力流试验方案拟定
6.2.1 试验台架的搭建
6.2.2 试验测点的拟定
6.2.3 测量方案的拟定
6.3 力流试验基本步骤
6.3.1 试验准备工作
6.3.2 应变片的贴片及接线
6.3.3 试验分级加载和数据记录
6.4 力流试验结果分析
6.4.1 试验结果可信性分析
6.4.2 骨架式车身结构应力成分分析
6.4.3 骨架式车身结构内力成分分析
6.5 基于力流分析的骨架式车身结构优化
6.5.1 车身结构的优化方案
6.5.2 优化前后车身结构的力流分析对比
6.5.3 优化前后骨架式车身结构的力学性能评价
6.6 本章小结
参考文献
附录A 侧碰工况不同简化方案的变形时序图
附录B 车身骨架的杆件长度及截面类型