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工艺过程材料特性变化对车身结构件抗撞性影响研究

庄蔚敏  
【摘要】: 汽车碰撞过程的计算机仿真已成为汽车碰撞安全性设计与改进的重要方法和手段,因此,如何保证仿真的精度及准确性对工程应用至关重要。 本文提出车身零件在经过冲压成形之后,材料冲压前的力学性能及可变形能力与冲压后是不同的。而且本文首次提出车身零件在经历了涂装烤漆的高温之后,其力学性能也会变化。研究在材料成形和加温过程中材料性能的变化以及对车身零件抗撞性能的影响对保证碰撞仿真的有效性具有重要意义。 本文基于塑性变形和温度变化对金属材料的性能影响的金属微观结构理论,运用试验手段研究在拉延和涂装烤漆过程中典型材料的扬氏模量和屈服应力的变化。首次提出应用金属晶体恢复的特性,将车身零件的性能恢复到加工之前的水平,通过材料性能不同的车身零件的碰撞试验,研究成形和烤漆加温对车身零件抗撞性能的影响,并总结用于零件碰撞性能研究的试验和评价方法。基于一步成形逆有限元方法可以对车身结构件的成形厚度和塑性应变进行预示,改进这一方法,并应用于车身结构件碰撞计算模拟中。采用LS-DYNA对汽车前纵梁的碰撞进行了仿真模拟,总结仿真碰撞模拟的关键技术和主要影响因素,着重研究工艺因素对车身结构件抗撞性的影响。


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