基于预变形控制理论的汽车前纵梁仿真设计(3)

３６长沙理工大学学报（自然科学版）２００５年１２月

Ｅ＝吉一２

算出撞击物的质量为２５５．１０ｋｇ．又根据公式：

ｍ＝。Ｐ

设定一个长宽高均为Ｏ．３２ｍ的密度为７．８６ｋ∥ｍ３的刚性

方快．模拟中薄壁直梁一端固定，方块沿轴向从另一端以

１４ｍ／ｓ的初始速度进行压缩，得到了如图４所示的在碰

撞过程中的变形图，其碰撞薄壁直梁加速度变化曲线如

图５所示．田３刘完网格詹的薄壁直粱示意图

（ａ）ｆ－５ｍ（ｂ）＃１０珊（ｃ）Ｉ＝１５岫（ｄ）Ｉ＝２０嬲

图４薄壁直粱在碰撞过程中的变形图

由图４和图５可以看到，在压缩终了时，加速

度急剧上升．这是由于薄壁梁此时已经完全被压

缩，不能再吸能所造成的．在纵梁设计中应该尽量

避免这种情况的发生．即当薄壁粱被压缩到０．２５ｍ一冀％２加

时，薄壁梁出现的第一个加速度峰值就是本研究要

讨论和处理的问题．辩景嚣

时间／脚３改进形薄壁直梁的仿真模拟

围５薄壁直粱加速度变化毋

预变形控制理论是用诱导机构来实现的．诱导机构可以诱导薄壁梁折叠变形，有效降低峰值．诱导机构有很多种，仿真试验中发现，在满足一定尺寸和位置的前提下，棱上开孔和开诱导槽都可以有效地起到诱导变形和降低峰值的作用，而面内开孔的诱导作用不是很明显＿４Ｊ．本研究选用了诱导性较强的开槽方案，诱导槽的形状、位置和尺寸都会对薄壁梁的前、后压塌顺序和吸能情况产生影响．通过比较不同位置开槽尺寸，最后选择了两类方案：第一类是在前端开ｕ形槽；第二类是在前端和后端分别开２个ｕ形槽．两个方案的ｕ形槽的尺寸都是一样的，宽和深均为ｌｍｍ．由于开诱导槽的位置对于吸能的效果和加速度

ｍｍ）和双端距离端面开诱导槽的峰值较大，因此分别取单端距离端面开诱导槽（２０—一，４０

（２０ｍｍ，４０ｍｍ，６０ｍｍ，６０ｍｍ）等６种方案进行分析（见表２）．改进后的薄壁直梁和原来的薄壁直粱的材料和网格划分一致（如图６和图７所示）．

圈６单端开谤导槽的薄壁直粟示意图

图７双端对称开诱导槽的薄壁直粱示意图