加强和减弱会对载荷和变形的传递路径产生干扰，进而影响整体结构的变形有的仅仅起到定位作用，而对整体的刚度和强度毫无影响。在建立模型前，应认真分析这些细节，将不必要的细节忽略掉。建模虽然有实车，但没有详细的设计数据，所以汽车数模只能通过利用实验室具有的条件对实车进行逆向工程来得到。车身中逆向工程技术的应用，主要是对车身零部件曲面的造型与车身实体零件模型的逆向重构，用于结构分析和零件制造等。车身逆向工程的般步骤获取数据数据处理曲面模型重构实体模型的制作。对于数据的获取，本文是应用实验室里的非接触式光学三坐标测量仪器对白车身进行测量得到的。并利用本身自带的软件对所得数据进行处理，剔除不好的噪声点精简点云数量等。对所得点云数据进行分块，以免数据太大而导致计算缓慢，最好将个零部件分为块，有利于建模及最后的装配。车身曲面模型是车身的重要内容，所以曲面模型的重构是车身逆向工程中的关键步骤。本文利用三维软件对点云进行反求以建立车身曲面模型。.数据的改善及导入在将数据导入中前，先对模型进行简化与修改，使其适合有限元分析。些构件的细节如小孔台阶小倒角等，方面会增加网格划分的难度，会使有限元模型的单元质量变差，从而降低计算精度。另方面，更重要的是在进行计算仿真时会导致时间积分步长的减小，从而计算时间的急剧增加。将整车各零部件的三维模型存成格式文件，该格式的文件保留了原有模型的曲线和面，通过软件的格式数据转换接口导入零件几何外形，利用其线和面进行网格的划分。这种建模方法的优点是可以避免重复的对现有模型的劳动而生成待分析的曲面模型，划分网格后的模型与模型的外形吻合的较好，而且由于在建模时，采用的是统的空间坐标，这有利于各零部件有限元模型的装配。但是这种方法也存在着缺点，那就是在从系统向系统转换的过程中，会出现些图形元素信息的丢失，如小平面，小圆角等。因此在把格式的模型数据读入后，要检查模型是否完整，对于被损坏的模型，可利用里的功能进行简单修补。同时，对些影响网格划分的些细小特征，如小孔或小圆倒角等要进行修改，这些工作在模型的建立过程中要占用大部分的时间。.有限元模型的建立整车建模不仅复杂，而且工作量巨大。建模前必须对整车结构与特征进行平头,轻型,货车,碰撞,安全性,设计,毕业设计,全套,图纸摘要平头轻型载货汽车大多是由国外引进的老车型，这些车型设计时并没有过多考虑其碰撞安全性，因此在碰撞安全性方面存在先天不足，缓冲吸能区间小，碰撞安全性能差。由于货车碰撞试验在我国还属于开始阶段，关于货车的碰撞安全法规也没有出台，进行大规模的货车碰撞试验的条件还不成熟。针对这情况，本文在参考大量国内外资料与实验的基础上，对货车正面碰撞进行虚拟试验研究，并且针对原始设计存在的碰撞安全性缺陷，设计了压溃杆式缓冲吸能装置，并对平头驾驶室局部结构做了相应改造，虚拟碰撞结果表明改进后的驾驶室碰撞安全性有了显著提高在此基碰撞安全法规概述国外汽车碰撞安全法规国内汽车碰撞安全法规.国内外汽车碰撞分析研究概述国外研究发展概况国内研究发展概况.汽车虚拟试验场技术简介简介.本文的研究内容和工作计划第章瞬态非线性动力学分析方法.有限元法的发展及应用.有限元法的基本原理.非线性有限元基本理论几何非线性材料非线性接触非线性.非线性动力学基础.本章小结第章平头轻型货车的碰撞安全性分析.建模建模应注意的问题建模.数据的改善及导入.有限元模型的建立.结果分析车身变形分析速度变化分析加速度变化分析能量变化分析.本章小结第章平头轻型货车碰撞缓冲结构设计.碰撞缓冲区结构设计的基本思想及约束条件.结构的改进方案设计.碰撞缓冲区整体结构的构建压溃杆数模的建立压溃杆横梁数模的建立.本章小结第章改进车型的碰撞安全性分析.改进后汽车碰撞仿真结果车身变形分析速度变化分析加速度变化分析能量变化对比.压溃杆的优化.本章小结第章总结与展望.总结本文的创新点.展望致谢参考文献附录附录第章绪论汽车作为现代化的交通工具，在给人们的生活带来便利与好处的同时，引发了大量的交通事故，给人类的生命和财产带来极大的威胁和伤害图。我国年开始对汽车实施新的强制性产品认证制度，在年发布的第批实施强制性产品认证产品目录中，明确将汽车碰撞试验列入对汽车的检测之中。从年月日起，未经碰撞试验或经碰撞试验不合格的国外汽车不能进入我国市场，国产汽车未能通过强制认证试验的也不能出厂销售。国内各生产厂商纷纷提高在汽车碰撞安全性方面的投资。.课题的背景与意义背景国内的大多数平头轻型货车几乎都是从国外直接引进的老车型，设计时没有过多考虑碰撞安全性，缓冲区间小或没有，其耐撞性能相对长头短头轻型货车而言就差得多。在每年的交通事故中，平头轻型货车事故率高事故伤害大，其事故带来的伤亡和财产损失占了交通事故很大的比重。虽然我国加入后，为了增强和外国汽车厂家的竞争，国内各汽车厂家和汽车研究所开始加大对汽车碰撞安全性的研究，但不同类型的车辆受到的重视程度也不同。各大汽车制造商和研究机构关于汽车碰撞安全性的研究主要集中在轿车方面,对型客车的碰撞安全性研究稍有涉及，但对货车的碰撞安全性研究非常少。不可忽视的是，平头轻型货车在我国以其自身的优点，受到广大用户的青睐，成为轻型货车中的主力军，在轻型货车的市场中占有不小的份额。平头轻型货车碰撞安全性能不足技术投入少但是用户广泛，已经引起了社会各方面的关注，国家应出台相应的法规对汽车的生产进行干预，厂家应该加大对轻型货车碰撞安全性的研发力度与投资比例。意义通过对汽车厂生产的欧铃平头轻型货车进行正面碰撞仿真分析，探讨轻型载货汽车在碰撞安全性方面存在的些问题，并寻找解决问题的方法，改善轻型货车碰撞安全性。通过对本文的研究，能够在货车碰撞安全性方面得出些有指导性的建议，在提高商品竞争力的同时有效保护驾驶员及乘员的人身安全，能够做到“车毁人不亡”。在发生事故时提高对驾驶者及乘员的保护，从而有效抑止残疾人口数目上升和减少家庭不幸等诸多社会问题，减少国家不必要的巨额财产损失。.国内外汽车碰撞安全法规概述随着二战后汽车工业的持续发展，汽车保有量的不断增加，车速的不断提高，道路交通事故发生率不断上升，造成的经济损失与人员伤亡越来越严重。因此，汽车的安全性成了汽车厂商消费者政府部门等社会各方面高度关注的问题。公众强烈要求政府部门采取相应措施对汽车安全问题进行强制干预，各国的碰撞安全法规随之出台。国外汽车碰撞安全法规目前，世界各汽车工业发达国家都制定了相应的安全标准和技术法规，但归纳起来，所有汽车安全技术法规可分为三大体系，即美国欧洲和日本技术法规体系。美国联邦机动车安全法规是由美国联邦运输部国家交通安全局依据年月日制定的国家交通及汽车安全法组织制定的，其目的是减少汽车交通事故及减轻汽车碰撞事故中的伤害程度。到年月日止，该法规制定和实施的标准项目共有项，其中包括防止事故发生的标准项，减轻碰撞事故发生时对乘员的损伤标准项，以及发生事故后的防护标准项，其中各项指标均有严格要求。系列法规颁布后，虽然汽车保有量在继续增加，但汽车交通事故死亡人数或死亡率反而呈下降趋势，具体实例见美国马里兰州实施安全法规前后的统计，如图。美国联邦机动车安全法规可以说是世界上最完善的法规体系之，它从各个方面规定了对车辆乘员路上行人的保护及车辆应该具有避免事故的性能。该法规目前主要针对的碰撞类型是正面碰撞，但发展的重点是侧面碰撞保护行人碰撞保护以及货车和多用途客车的安全性及车辆稳定性等。系列法规主要是针对轿车而制定的，但为了保证所有汽车乘员最低限度的安全性，提出各种客车都必须源用轿车法规这方针，并逐步将轿车法规的适用范围扩大到轻型载货汽车多用途客车等车型上。本文主要参照进行碰撞分析，它适用于轿车，多用途乘客车，载货汽车和客车。其对于正面碰撞的要求是当车辆以.速度沿纵向向前行驶，撞击个垂直于车辆行驶方向的固定壁障，或者撞击个与车辆行驶方向垂直的线成角的固定壁障时，放在每个指定的前排外侧座位上的试验假人的响应应满足下列要求.Ⅲ假人的伤害标准在试验过程中试验假人的所有部分自始至终应包含在车厢内。按下式求出的头部重心的合成加速度值应不超过。式中，合成加速度，以重力加速度的倍数表示，碰撞过程中任两个时刻，其间隔不大于。胸部合成加速度应不大于，但持续时间不大于。胸部相对脊柱的压缩变形量不超过.。沿轴向传达到每条大腿的压力应不超过.。欧洲各国开始实施各自的车辆法规及车型认证制度早于美国，欧洲经济委员会于年开始制定统的汽车法规，分为指令和法规。前者作为成员国统的法规，是强制性的，后者由各成员国任意自选，是非强制性的。目前，已颁布的法规有项，涉及汽车的安全环保及节能等领域，安全方面的法规占项，被动安全法规项,包括车辆的正面碰撞侧面碰撞追尾碰撞翻车时车身强度及碰撞时防止火灾等要求，如。欧洲法规的基本特点是局限于汽车的装备和部件，因此，车型认证也只有装备和部件的认证而无整车认证。法规对各项安全指标制定有便于理解和操作的详细试验方法，并且要求进行的试验次数也较少。早在年日本就根据道路运输车辆法制定了道路车辆安全标准，从时间上来说要比美国和欧洲早。但随着汽车工业的发展，日本又充分吸收系列法规和法规等标准法规的优点，再结合自身的特点形成了比较健全的日本道路车辆安全标准体系。与欧美不同的是，由于日本国土狭窄，所以日本道路交通车辆法规特别重视汽车与行人及摩托车之间的碰撞安全，对汽车外部凸物等的规定特别详细。到年底，日本道路车辆安全标准包含车辆构造置标准共条，其中安全标准条，试验方法标准条，其中安全标准条。国内汽车碰撞安全法规由于汽车产品的特殊性，我国政府对其实施的是政府强制认证制度。年月日，原国家机械工业局颁布了我国第项汽车技术法规关于正面碰撞乘员保护的设计规则。到目前为止，已经发布了项，其中，涉及安全部件的有项，涉及整车碰撞的技术法规只颁布了正面碰撞乘员保护，即。的适用范围是新上目录的类基本车型。等效采用了欧洲年颁布的.，但将。斜角碰撞改为正面碰撞。另外，考虑到亚洲成年人体型分布与欧美成年人体型分布的差异，对于按照亚洲人体标准模型设计的车辆，等效采用了日本法规中前排座椅的调整方式对于微型车，碰撞试验时允许前排座椅后移，以保证Ⅲ型百分位男性假人正确的坐姿。法规是我国目前最严格最全面的碰撞安全法规，能够代表我国强制性实施的汽车碰撞性法规。侧面法规等正在计划与制定中，所以相对于发达国家来说，我国的汽车碰撞安全法规还欠完善。我国目前尚未建立汽车与行人骑自行车或摩托车者的碰撞保护评价方法。当然，还有儿童乘员的碰撞保护问题安全气囊的作用问题等。自年月日开始又有两项碰撞标准实施，分别是“汽车侧面碰撞的乘员保护”和“乘用车后碰撞燃油系统安全要求”。另外，还有项推荐性标准是“乘用车正面偏置碰撞的乘员保护”，年后很可能也会被纳入国标当中。侧面碰撞试验和追尾碰撞试验的场地要求和车辆准备与正面碰撞基本相同。侧面碰撞的试验方法是将试验车辆放到台车上，台车以的速度将试验车辆的侧面撞向柱子，撞击点有严格的要求，柱子直径为英寸追尾试验中的碰撞物体是固定在壁障上的模拟卡车尾部的支架，试验车以的速度撞击。.国内外汽车碰撞分析研究概述随着碰撞法规的出台，及消费者对汽车安全问题认识的提高，各大汽车制造商和些研究机构开始专门研究汽车碰撞安全性问题。国外研究发展概况较早开展汽车碰撞分析研究的是美国。美国运输部于年公布了开发实验安全车的计划，般认