某SUV车顶抗压性能仿真分析与优化研究.pdf

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1、第54卷第5期Vo】．54No．5农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2016年5月Mav2016doi：10．3969巧．issn．1673—3142．2016．05．008某SUV车顶抗压性能仿真分析与优化研究汪伟康，辛丕海，邢志波(230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院)[摘要]参照国内外车顶抗压强度标准，对某suv进行车顶抗压强度仿真．分析了汽车翻滚机理和受压过程中车顶主要承力部件的受力情况，根据分析结果确定承力部件对车顶抗压强度的贡献度．并针对主要承力部件提出三种优化方案

2、。结果表明，优化后的车顶抗压性能分别提高18．10％，33．94％和9．05％，优化效果较好，为基于抗压强度的车身部件设计提供了参考。[关键词]抗压性能；仿真分析；车顶强度：优化研究[中图分类号]U463．821[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2016)05—0039-07ResearchonOptimizationandSimulationoftheRoofCompressionStrengthofanSUVWangWeikang，XinPihai，XingZhibo(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngin

3、eering。HefeiUniversityofTechnology，HefeiCity，AnhuiProvince230009，China)[Abstract]AroofcompressionstrengthsimulationofanSUVwasintroducedunderthedomesticandforeignroofcompressivestrengthstandards．Thevehiclemllingmechanismandstressconditionsofthemainbearingcomponentsofroofwereanalyzed

4、．Thecontributionofthemainbearingcomponentstotheroofcompressionstrengthwasdeterminedaccordingtotheanalysisre-suitsandthreeoptimizationschemeswereproposedforthemaincomponents．Theresultsshowedthatthecompressionperfor—maneeoftheoptimizedroofWaSincreasedby18．10％，33．94％and9．05％respective

5、ly，whichprovidesreferenceforthedesignofvehiclebodypartsbasedoncompressivestrength．[Keywords]compressiveproperty；simulationanalysis；roofcompressionstrength；optimizationstudy0引言汽车工业的高速发展对车辆安全性能的要求越来越高。作为汽车被动安全性能之一的车顶抗压性能也引起国内外汽车企业的高度重视。汽车在高速行驶过程中如果发生翻滚事故，来自地面的强大冲击力将会使车顶发生较大的变形，导致乘员的生

6、存空间变小。车顶变形对乘员头部的冲击会导致乘员头部、颈部受伤，严重的情况下更会导致死亡事故的发生。因此，对车顶抗压性能的分析尤为重要[卜2

7、。’本文以某SUV为例。采用有限元方法对其进行车顶抗压强度仿真分析，通过输出车顶受压时主要承力部件的截面力分析各部件的受力情况和它们对车顶抗压强度的贡献度，并据此提出针对各部件的优化方案。使车顶抗压强度得到有效提高。1汽车翻滚机理收稿13期：2016一Ol一29修回13期：2016—02—06汽车在翻滚碰撞的过程中。车顶受到地面的作用力可以用简单的物理模型进行模拟计算，图l所示为汽车翻滚时的状态示意图。、15汪碍物!k小

8、、r。口0&㈨水¨衄、图1汽车翻滚状态示意图Fig．1Sketchmapofautomobilerollingstate计算过程中，可以把汽车截面简化成一个矩形，如图2所示。假定汽车的质量集中在整车质心0处．汽车宽度记为r，质心距离车底的距离为h，质心距离车顶的距离为日，汽车重量为G，导致汽车侧向移动的作用力为F。根据图2可以列出车顶翻滚点C处的力矩平衡方程：mGxH=Fx了1(1)40奎些茎兰兰三翌三堡竺!!竺图2汽车侧翻简化模型Fig．2Simplifiedmodelofvehiclerolling汽车与地面接触点C受到地面的作用力P为重力G和侧向力F的

9、合力：胜订万：G＼／1“等)(2)则地面作用力P与汽