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《吉林大学》 2011年
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商用车驾驶室乘员安全性仿真分析与试验研究

刘丽亚  
【摘要】:随着我国乘用车被动安全标准的相继颁布和实施,近年来国产乘用车的被动安全性开发设计水平有了显著提升;但对商用车的被动安全性研究工作刚刚开始,相关国家标准尚未实施。因此,对商用车驾驶室被动安全性进行系统、深入的仿真分析和实车试验研究,对于提高我国自主品牌商用车被动安全性技术水平,增强其在国际市场上的竞争力,改善商用车司乘人员保护性能,具有重要理论意义和实用价值。 本文结合国家863项目课题“高品质重型商用车集成开发先进技术”,针对某商用车驾驶室在出口认证中按欧洲现行法规ECE R29-02做正面撞击及顶盖压力试验中暴露出的设计结构问题,建立驾驶室被动安全性的有限元仿真分析模型,采用LS-DYNA软件按照法规试验要求进行驾驶室被动安全性的仿真分析,并通过与实车试验结果对比,验证了所建模型的有效性。同时,针对正面撞击过程中驾驶室前悬置断裂问题进行拓扑优化结构改进设计,对地板、前围及后围进行结构加强改进设计,并通过实车试验验证了结构改进方案的可行性。 本文进一步结合所在单位科研项目“新一代商用车策划”,在未来五年后,商用车出口欧洲必须通过新法规ECE R29-03的试验认证,对已通过现行法规ECE R29-02认证的驾驶室,按照ECE R29-03进行仿真分析,研究在撞击和加载试验工况下驾驶室整体结构强度、刚度、力的传递路径和被动安全性,经过多轮仿真分析和结构改进,结果表明:驾驶室蒙皮(内、外板)在碰撞和加载过程当中仅发挥很小的承载作用,而支撑蒙皮的驾驶室骨架(纵、横加强梁构成的框架)是整个驾驶室主要承载部件,合理的骨架结构设计和力学传递路径是保证驾驶室满足被动安全性要求的技术关键。 本文通过对某商用车驾驶室被动安全性进行深入、系统的仿真分析与试验研究,完成的主要研究工作如下: 1.分析了欧洲、美国和瑞典国际法规关于商用车驾驶室被动安全性试验要求之间的差异,比照了ECE R29现行法规与新法规的主要技术要求,为我国商用车研发及出口提供了借鉴。 2.应用OptiStruct软件进行拓扑结构优化改进设计,解决了驾驶室前悬置断裂实际问题,实现了有效利用CAE方法快捷解决设计结构问题的目的。 3.采用有限元仿真分析与实车试验相结合的方法,提出了采用整体框架式结构的驾驶室及其合理的力传递路径设计,能有效提高滚翻事故中的驾驶室整体抗撞性。 4.提出了在驾驶室前端增加碰撞吸能器的方法,通过仿真分析验证了其有效的吸能作用,是减小正面碰撞驾驶室结构变形的有效方案。 5.提出采用填充增强胶与增大A柱截面相结合的方法,解决了A柱撞击试验中A柱严重变形问题,确定了既考虑驾驶室轻量化、又满足抗撞性要求相兼容的较理想途径。 6.通过新法规ECE R29-03三种顶盖摆锤撞击方式仿真试验比较分析,提出了在试验室内进行商用车被动安全性试验的简单易行的试验方法,对现有试验设备的有效利用及改造具有一定的指导作用。 本文研究结果对我国自主研发的商用车被动安全性达到国际先进水平提供了基础。对商用车被动安全性国家标准的建立和完善有一定的参考和实用价值
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U461.91;U467

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 柳艳杰;汽车低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
8 崔振山;刘国庆;许莹;解国宏;;数值仿真技术在汽车安全部件设计中的应用[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
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8 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 司俊德;基于人体损伤的工程车辆翻车保护系统性能研究[D];吉林大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾庆洋;商用车驾驶室白车身焊点布置及疲劳寿命分析[D];吉林大学;2011年
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10 刘军;商用车驾驶室摆锤撞击安全性分析与改进[D];吉林大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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6 齐兰成;王科第;;上汽依维柯红岩商用车有限公司铸造厂清洁生产工作开展情况[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年
7 何玉军;;商用车车载网络系统产品化设计及应用探讨[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
8 ;中国商用车车身塑料使用现状与趋势[A];2006年度中国汽车摩托车配件用品行业年度报告[C];2006年
9 ;2005年轻型商用车产量超10万辆的国家或地区[A];2006年度中国汽车摩托车配件用品行业年度报告[C];2006年
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6 董建伟;汽车产销环比又下降 5月商用车销量27.09万[N];现代物流报;2008年
7 记者 廖庆凌 实习生 龙雯;玉柴新产品填补国内空白[N];广西日报;2010年
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9 本报记者 邵鹏飞;福田深耕商用车市[N];中国商报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 刘丽亚;商用车驾驶室乘员安全性仿真分析与试验研究[D];吉林大学;2011年
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8 张健红;商用车驾驶室正面摆锤碰撞试验机研究[D];吉林大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 谷佳运;商用车电子制动系统CAN通信研究[D];吉林大学;2007年
6 袁子云;解放商用车公司营销模式研究[D];华中科技大学;2006年
7 龚宝泉;总线技术在商用车上的应用研究[D];吉林大学;2005年
8 邹红军;解放五吨车产品营销战略[D];吉林大学;2005年
9 罗福祎;商用车悬架控制系统的研制与开发[D];山东大学;2007年
10 任勇刚;商用车发动机与动力传动系参数匹配的模糊优化研究[D];吉林农业大学;2005年
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