侧面柱碰撞条件下轿车车门抗撞性优化设计

唐　涛　张维刚　陈　鼎　张文强

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082



侧面柱碰撞条件下轿车车门抗撞性优化设计

唐涛张维刚陈鼎张文强

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082

摘要：为提高车门的抗柱撞性能，将基于SIMP理论的拓扑优化方法引入车门防撞梁设计，得到最佳的防撞梁材料分布；选择合适的截面构造防撞梁，得到一种Y形防撞梁结构；结合响应面法和NSGA-Ⅱ多目标优化算法对防撞梁进行多目标优化。相比于初始设计，优化后防撞梁在保证车门刚度满足法规要求的前提下，刚性柱的撞击侵入量减少22.5%，车门抗柱撞性能明显提高。

关键词：侧面柱碰撞;车门防撞梁;拓扑优化;多目标优化

0引言

汽车侧面碰撞事故有车与车碰撞和车与柱状物碰撞等多种形式。在所有导致乘员重伤和死亡的侧面碰撞事故中,有43%～55%是车对车碰撞造成的,另外有12%～16%是由车与柱状物碰撞造成的。据相关数据统计，在我国，由于车与柱状物发生侧面碰撞事故而导致乘员死亡占了整个侧面碰撞事故乘员死亡案例的38%。汽车侧面柱碰撞事故具有极高的致死率，受到研究者的高度重视[1]。在柱碰撞条件下，一般柱体的刚性极大，不容易变形，并且碰撞面积小，不利于碰撞力的分散。因此，侧面柱碰撞的工程设计难度要远远高于其他类型的侧面碰撞，满足侧面柱碰撞要求的设计一般很容易满足其他形式侧面碰撞的要求。汽车车门是侧面柱碰撞发生过程中首当其冲的部件，对于抵抗刚性柱侵入、减少乘员损伤具有重要作用。……