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毕业设计(论文)开题报告

题目:某汽车碰撞的有限元分析

课题类别:设计□论文□

学生姓名:

学号:

班级:

专业(全称):

指导教师:

2010年4月12日

一、本课题设计(研究)的目的:

近年来,随着经济的发展,安全,节能和环保已成为汽车行业的三大热点,也是各汽车制造企业所追求的目标。同时,汽车的安全性能与人的生命和财产安全的关系变得密不可分。随着汽车安全技术的不断发展以及道路交通设施的改善,我国汽车交通事故的数量及伤亡人数逐年下降。汽车安全性可分为主动安全性和被动安全性两大类。主动安全性指的是对汽车结构进行合理设计或安装车载设备,主动防止和避免事故发生的能力;被动安全性则指的是汽车发生意外事故时对乘员进行有效保护的能力。由于被动安全性常有与广义的汽车碰撞事故联系在一起,故又称为"汽车的碰撞安全性"。汽车的被动安全性与车身结构设计息息相关。为使汽车具有良好的碰撞安全性,对车身结构进行优化,使其具有良好的刚性和缓冲吸能特性,是汽车车身结构设计的最终目标。

货车属于汽车的一种类型,汽车碰撞安全性的研究内容及方法同样适用于货车,但货车又有自身的特点。碰撞是交通事故的安全形式之一,发生碰撞时,驾驶员和乘客与车身结构发生接触,造成一定的人身伤害。货车的碰撞主要有正面碰撞、斜侧面碰撞、正侧面碰撞、追尾碰撞及侧翻碰撞等多种形式。有资料称,货车的正面碰撞和侧面碰撞占事故总数的的40%-60%。所以,研究正面碰撞的结构安全性很有必要。

由于发生正面碰撞时货车的前部受力变形最大,所以其前部结构的设计尤其重要,合理的前部结构能使货车具有良好的刚性和缓冲吸能特性,发生正面碰撞时可以把对驾驶员的伤害降到最低程度。

二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述):

今年来,随着中国汽车工业的发展和交通安全问题的日益突出,汽车碰撞安全性问题的研究得到了广泛重视,我国也加快制定了相关法规,如《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》和《乘用车正面碰撞的乘员保护》等,进一步规范和促进了我国汽车碰撞安全性的研究。

在碰撞试验研究方面,清华大学、天津汽车技术中心和国家汽车质检中心等国内汽车试验机构进行了大量研究,建立了技术、设备比较先进和完善试验设施,并于2004年开展了C-NCAP评价。由于实车碰撞试验的高成本大多数企业难以接受,因此使得碰撞试验在国产汽车设计中的应用受到了限制,也导致了部分国产汽车结构安全性不足。而采用计算机仿真试验的方法成本低、周期短,符合目前国内汽车制造企业的实际条件。

汽车碰撞计算机仿真研究在国内虽然起步较晚,但已逐步得到了部分汽车制造企业、高等院校和科研所的重视,并进行了大量的研究,取得了一定的成果。

在汽车工业中,LS-DYNA被广泛地应用于汽车设计领域。LS-DYNA能够准确地预测出汽车的碰撞特性,以及汽车碰撞对乘客的影响。通过使用LS-DYNA,汽车公司和他们的配件公司不需要使模型车就能够检测汽车的设计,这样能够节省大量的金钱和时间。

三、设计(研究)的重点与难点,拟采用的途径(研究手段):

研究中采用大型非线性有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA,以某小型货车为原型,重点考虑车架、车身、保险杠,以及发动机和车轮,把其他部分作为集中质量加载车架和车身上。通过计算得出碰撞过程的位移量、撞击力。加速度、能量吸收等量的时间历程曲线,分析这些曲线即可对车辆的碰撞安全特性进行评估。通过观察碰撞变形图可以知道车辆各处的变形形式和变形结果,从而进行改进。

1.查阅有关汽车碰撞安全法规和汽车正面碰撞有限元分析等方面的研究文献,全面了解国内外汽车碰撞安全性研究的发展及现状。

2.车身模型的建立:

以某货车为例,根据AutoCAD图纸,采用CATIA软件建立三维实体模型,利用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对其车身结构进行适当简化并建立全板壳的有限元模型。

3.将汽车的三维模型导入到ANSYS/LS-DYNA中,对汽车的碰撞过程进行数值模拟,得到结构的瞬态动力响应以及变形、速度、碰撞力等参数的时程曲线。为改进汽车碰撞安全性能设计提供参考;

4.对比分析改进后与改进前的结果,提出结构改进的合理建议。

[重点难点没有体现出来]

四、设计(研究)进度计划:

2010年3月29日-2010年5月1日完成整车的模型建立

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日完成毕设设计论文

2010年6月15日-2010年6月30日完成英文资料翻译

[这里应该再详细一些]

五、参考文献:

[1]陈家瑞.汽车构造(下)(第3版).北京:人民交通出版社,1995年7月

[2]姜继海.汽车厂实习教程.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1998年12月

[3]曾洪江.CATIA V5机械设计从入门到精通.北京:中国青年出版社,2004年2月

[4]李黎明.ANSYS有限元分析实用教程.北京:清华大学出版社,2005年1月

[5]张立新等.ANSYS7.0基础教程.北京:机械工业出版社,2004年3月

[6]王望予.汽车设计.北京:机械工业出版社.2000.5

[7]尚晓江.ANSYS/LS-DYNA动力分析方法与工程实例.北京:中国水利水电出版社,2006年1月

[8]白金泽.ANSYS/LS-DYNA3D理论基础与实例分析.北京:科学出版社,2005年5月

[9]李裕春.ANSYS/LS-DYNA3D基础理论与工程实践.北京:中国水利水电出版社,2006年4月

指导教师意见

签名:

月日

教研室(学术小组)意见

教研室主任(学术小组长)(签章):

月日

不错,刚好毕业设计,拿来用一下,谢谢楼主

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