基于侧碰的梯度性能热成形B柱抗撞性能优化.pdf

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1、第53卷第12期20l7年6月机械工程学报JOI爪NAL0FMECHANICALENGINEERINGV01．53^m．No．122O】7DOI：10．3901／JME．2017．12．102基于侧碰的梯度性能热成形B柱抗撞性能优化水盈亮1张富博1戴明华2胡平1f1．大连理工大学汽车工程学院大连116024；2．大连理工大学机械工程学院大连116024)摘要：基于动力显式有限元算法，以侧碰过程中B柱的吸能量一EA和最大侵入量D。。为评价指标，对比分析热成形强度梯度分布及厚度梯度分布对零件抗撞性能的影响。进

2、一步，基于径向基函数建立梯度性能热成形B柱的侧碰代理模型，并采用NsGAII遗传算法分别对两种梯度性能B柱(强度、厚度)进行多目标优化设计，获得了梯度性能热成形B柱帕朗特前沿解集。结果表明：优化后的梯度强度及梯度厚度热成形B柱的抗撞性能相较于原始工况有显著提高，且梯度厚度B柱比梯度强度B柱具有更大的可设计空间，结合多目标优化结果可进一步提高车身零部件的综合抗撞性能。关键词：热成形；梯度性能：抗撞性；径向基模型；多目标优化中图分类号：U461optimizationofCrashworthinessfor1

3、1ailoredHotFormingB—pillarBasedonSideImpactYINGLian91ZHANGFub01DAIMinghua2HUPin91(1．SchoolofAutomotiVeEngineemg，DaliaIlUniVers时ofTechn010科Dalian116024；2．Sch001ofMechanicalEngineering，DaliallUniVers毋ofTechnology，Dalian116024)Abstract：Thecmshwon_hinessofB．p

4、illarwithtailoredpropertiesinvehiclesideimpactisresearchedbasedondynamicexplicitflniteelementmethodbytakingtheenergyabsorptionandmaximumintrIJsionofB-pillaraseValuationindex．Thee疗bctof伊adients仃engthdistributionandgradientmichessdistributionagainstcollisio

5、nperfIoHnanceisanalyzeda11dt}leirperf．o珊anceiscomparedtounifoms廿engthB-pillar_Inaddition，radialbasis劬ctionisappliedtobuildtllesurrogatemodelofB-pillaralldbywhichthemuhi—obiectiveoptimizationdesignofB-pillarwithtailoredpropertiesiscarriedoutthen．Theresuhss

6、howthattheperfonnanceofB—pillar谢mtailoredpr叩ertiesareimprovedremarkablyafteroptimizationdesign，whichproVesthatmulti—objectiVe叩timizadoncan向rtherimprovethecomprehensiVec01lisionperfon】1anceofVehiclestnJcture．Keywords：hotfo咖ing；tailoredproperties：crashworth

7、iness；radialbasisfunction；multi—obiectiveoptimizationO前言轻量化与安全性是汽车工业所追求的两大永恒目标。通过调整板材截面厚度尺寸及力学性能的差异化分布进而实现汽车白车身零部件的性能梯度分布，将有利于钢材的节约及车身轻量化目标的实现。目前，在传统热成形技术的基础上，衍生出一种更适合汽车结构件承载分布的成形技术——梯度复合热成形技术Ll‘2J。它可以实现零部件在承受冲击载荷的区域具备较高的强度，在需要吸收能量的区域则具备较好的塑性。这种具有性能梯度变化的零

8、4国家自然科学基金(11202128)、中国博士后科学基金(2014M561223)和中央高校基本科研业务费专项资金(DUTl6Rc(4)28)资助项目。20160613收到初稿，201612ll收到修改稿件相较于具有均匀强度厚度的传统零部件对于汽车轻量化而言更具意义，可获得更满足承载要求，重量更轻的零部件，更满足现代汽车车身制造的功能设计需求。在主要的交通事故中，侧碰的频率仅次于正碰，但其造成的伤亡率却高达25％pJ，其主要