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畢業設計(論文)開題報告

題目：某汽車碰撞的有限元分析

課題類別：設計□論文□

學生姓名：

學號：

班級：

專業(全稱)：

指導教師：

2010年4月12日

一、本課題設計(研究)的目的：

近年來，隨著經濟的發展，安全，節能和環保已成為汽車行業的三大熱點，也是各汽車制造企業所追求的目標。同時，汽車的安全性能與人的生命和財產安全的關系變得密不可分。隨著汽車安全技術的不斷發展以及道路交通設施的改善，我國汽車交通事故的數量及傷亡人數逐年下降。汽車安全性可分為主動安全性和被動安全性兩大類。主動安全性指的是對汽車結構進行合理設計或安裝車載設備，主動防止和避免事故發生的能力；被動安全性則指的是汽車發生意外事故時對乘員進行有效保護的能力。由于被動安全性常有與廣義的汽車碰撞事故聯系在一起，故又稱為"汽車的碰撞安全性"。汽車的被動安全性與車身結構設計息息相關。為使汽車具有良好的碰撞安全性，對車身結構進行優化，使其具有良好的剛性和緩沖吸能特性，是汽車車身結構設計的最終目標。

貨車屬于汽車的一種類型，汽車碰撞安全性的研究內容及方法同樣適用于貨車，但貨車又有自身的特點。碰撞是交通事故的安全形式之一，發生碰撞時，駕駛員和乘客與車身結構發生接觸，造成一定的人身傷害。貨車的碰撞主要有正面碰撞、斜側面碰撞、正側面碰撞、追尾碰撞及側翻碰撞等多種形式。有資料稱，貨車的正面碰撞和側面碰撞占事故總數的的40%-60%。所以，研究正面碰撞的結構安全性很有必要。

由于發生正面碰撞時貨車的前部受力變形最大，所以其前部結構的設計尤其重要，合理的前部結構能使貨車具有良好的剛性和緩沖吸能特性，發生正面碰撞時可以把對駕駛員的傷害降到最低程度。

二、設計(研究)現狀和發展趨勢(文獻綜述)：

今年來，隨著中國汽車工業的發展和交通安全問題的日益突出，汽車碰撞安全性問題的研究得到了廣泛重視，我國也加快制定了相關法規，如《關于正面碰撞乘員保護的設計規則》和《乘用車正面碰撞的乘員保護》等，進一步規范和促進了我國汽車碰撞安全性的研究。

在碰撞試驗研究方面，清華大學、天津汽車技術中心和國家汽車質檢中心等國內汽車試驗機構進行了大量研究，建立了技術、設備比較先進和完善試驗設施，并于2004年開展了C-NCAP評價。由于實車碰撞試驗的高成本大多數企業難以接受，因此使得碰撞試驗在國產汽車設計中的應用受到了限制，也導致了部分國產汽車結構安全性不足。而采用計算機仿真試驗的方法成本低、周期短，符合目前國內汽車制造企業的實際條件。

汽車碰撞計算機仿真研究在國內雖然起步較晚，但已逐步得到了部分汽車制造企業、高等院校和科研所的重視，并進行了大量的研究，取得了一定的成果。

在汽車工業中，LS-DYNA被廣泛地應用于汽車設計領域。LS-DYNA能夠準確地預測出汽車的碰撞特性，以及汽車碰撞對乘客的影響。通過使用LS-DYNA，汽車公司和他們的配件公司不需要使模型車就能夠檢測汽車的設計，這樣能夠節省大量的金錢和時間。

三、設計(研究)的重點與難點，擬采用的途徑(研究手段)：

研究中采用大型非線性有限元計算軟件ANSYS/LS-DYNA，以某小型貨車為原型，重點考慮車架、車身、保險杠，以及發動機和車輪，把其他部分作為集中質量加載車架和車身上。通過計算得出碰撞過程的位移量、撞擊力。加速度、能量吸收等量的時間歷程曲線，分析這些曲線即可對車輛的碰撞安全特性進行評估。通過觀察碰撞變形圖可以知道車輛各處的變形形式和變形結果，從而進行改進。

1.查閱有關汽車碰撞安全法規和汽車正面碰撞有限元分析等方面的研究文獻，全面了解國內外汽車碰撞安全性研究的發展及現狀。

2.車身模型的建立：

以某貨車為例，根據AutoCAD圖紙，采用CATIA軟件建立三維實體模型，利用顯式有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA,對其車身結構進行適當簡化并建立全板殼的有限元模型。

3.將汽車的三維模型導入到ANSYS/LS-DYNA中，對汽車的碰撞過程進行數值模擬，得到結構的瞬態動力響應以及變形、速度、碰撞力等參數的時程曲線。為改進汽車碰撞安全性能設計提供參考；

4.對比分析改進后與改進前的結果，提出結構改進的合理建議。

[重點難點沒有體現出來]

四、設計(研究)進度計劃：

2010年3月29日-2010年5月1日完成整車的模型建立

2010年5月2日-2010年5月31日完成有限元分析

2010年6月1日-2010年6月15日完成畢設設計論文

2010年6月15日-2010年6月30日完成英文資料翻譯

[這里應該再詳細一些]