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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告

題目：某汽車碰撞的有限元分析

課題類別：設(shè)計(jì)□論文□

學(xué)生姓名：

學(xué)號(hào)：

班級(jí)：

專業(yè)(全稱)：

指導(dǎo)教師：

2010年4月12日

一、本課題設(shè)計(jì)(研究)的目的：

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，安全，節(jié)能和環(huán)保已成為汽車行業(yè)的三大熱點(diǎn)，也是各汽車制造企業(yè)所追求的目標(biāo)。同時(shí)，汽車的安全性能與人的生命和財(cái)產(chǎn)安全的關(guān)系變得密不可分。隨著汽車安全技術(shù)的不斷發(fā)展以及道路交通設(shè)施的改善，我國(guó)汽車交通事故的數(shù)量及傷亡人數(shù)逐年下降。汽車安全性可分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性兩大類。主動(dòng)安全性指的是對(duì)汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)或安裝車載設(shè)備，主動(dòng)防止和避免事故發(fā)生的能力；被動(dòng)安全性則指的是汽車發(fā)生意外事故時(shí)對(duì)乘員進(jìn)行有效保護(hù)的能力。由于被動(dòng)安全性常有與廣義的汽車碰撞事故聯(lián)系在一起，故又稱為"汽車的碰撞安全性"。汽車的被動(dòng)安全性與車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)息息相關(guān)。為使汽車具有良好的碰撞安全性，對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其具有良好的剛性和緩沖吸能特性，是汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

貨車屬于汽車的一種類型，汽車碰撞安全性的研究?jī)?nèi)容及方法同樣適用于貨車，但貨車又有自身的特點(diǎn)。碰撞是交通事故的安全形式之一，發(fā)生碰撞時(shí)，駕駛員和乘客與車身結(jié)構(gòu)發(fā)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(cè)面碰撞、正側(cè)面碰撞、追尾碰撞及側(cè)翻碰撞等多種形式。有資料稱，貨車的正面碰撞和側(cè)面碰撞占事故總數(shù)的的40%-60%。所以，研究正面碰撞的結(jié)構(gòu)安全性很有必要。

由于發(fā)生正面碰撞時(shí)貨車的前部受力變形最大，所以其前部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤其重要，合理的前部結(jié)構(gòu)能使貨車具有良好的剛性和緩沖吸能特性，發(fā)生正面碰撞時(shí)可以把對(duì)駕駛員的傷害降到最低程度。

二、設(shè)計(jì)(研究)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)(文獻(xiàn)綜述)：

今年來，隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)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(guó)也加快制定了相關(guān)法規(guī)，如《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則》和《乘用車正面碰撞的乘員保護(hù)》等，進(jìn)一步規(guī)范和促進(jìn)了我國(guó)汽車碰撞安全性的研究。

在碰撞試驗(yàn)研究方面，清華大學(xué)、天津汽車技術(shù)中心和國(guó)家汽車質(zhì)檢中心等國(guó)內(nèi)汽車試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量研究，建立了技術(shù)、設(shè)備比較先進(jìn)和完善試驗(yàn)設(shè)施，并于2004年開展了C-NCAP評(píng)價(jià)。由于實(shí)車碰撞試驗(yàn)的高成本大多數(shù)企業(yè)難以接受，因此使得碰撞試驗(yàn)在國(guó)產(chǎn)汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用受到了限制，也導(dǎo)致了部分國(guó)產(chǎn)汽車結(jié)構(gòu)安全性不足。而采用計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)的方法成本低、周期短，符合目前國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)的實(shí)際條件。

汽車碰撞計(jì)算機(jī)仿真研究在國(guó)內(nèi)雖然起步較晚，但已逐步得到了部分汽車制造企業(yè)、高等院校和科研所的重視，并進(jìn)行了大量的研究，取得了一定的成果。

在汽車工業(yè)中，LS-DYNA被廣泛地應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域。LS-DYNA能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出汽車的碰撞特性，以及汽車碰撞對(duì)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(cè)汽車的設(shè)計(jì)，這樣能夠節(jié)省大量的金錢和時(shí)間。

三、設(shè)計(jì)(研究)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑(研究手段)：

研究中采用大型非線性有限元計(jì)算軟件ANSYS/LS-DYNA，以某小型貨車為原型，重點(diǎn)考慮車架、車身、保險(xiǎn)杠，以及發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪，把其他部分作為集中質(zhì)量加載車架和車身上。通過計(jì)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(shí)間歷程曲線，分析這些曲線即可對(duì)車輛的碰撞安全特性進(jìn)行評(píng)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(jié)果，從而進(jìn)行改進(jìn)。

1.查閱有關(guān)汽車碰撞安全法規(guī)和汽車正面碰撞有限元分析等方面的研究文獻(xiàn)，全面了解國(guó)內(nèi)外汽車碰撞安全性研究的發(fā)展及現(xiàn)狀。

2.車身模型的建立：

以某貨車為例，根據(jù)AutoCAD圖紙，采用CATIA軟件建立三維實(shí)體模型，利用顯式有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA,對(duì)其車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化并建立全板殼的有限元模型。

3.將汽車的三維模型導(dǎo)入到ANSYS/LS-DYNA中，對(duì)汽車的碰撞過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)以及變形、速度、碰撞力等參數(shù)的時(shí)程曲線。為改進(jìn)汽車碰撞安全性能設(shè)計(jì)提供參考；

4.對(duì)比分析改進(jìn)后與改進(jìn)前的結(jié)果，提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)的合理建議。

[重點(diǎn)難點(diǎn)沒有體現(xiàn)出來]

四、設(shè)計(jì)(研究)進(jìn)度計(jì)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(shè)設(shè)計(jì)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(yīng)該再詳細(xì)一些]

五、參考文獻(xiàn)：

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造(下)(第3版).北京：人民交通出版社，1995年7月

[2]姜繼海.汽車廠實(shí)習(xí)教程.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998年12月

[3]曾洪江.CATIA V5機(jī)械設(shè)計(jì)從入門到精通.北京：中國(guó)青年出版社，2004年2月