保險杠結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型的建立與機(jī)械參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

1、    保險杠結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型的建立與機(jī)械參數(shù)優(yōu)化設(shè)計    摘 要：本文首先介紹了汽車保險杠結(jié)構(gòu)的數(shù)字cae建模，將3d建模的ides格式從ug軟件導(dǎo)入到hyperworks軟件中，以進(jìn)行有限元分析，保險杠的參數(shù)化建模和詳細(xì)的設(shè)計。保險杠的機(jī)械性能分析后，根據(jù)靈敏度對參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響為保險杠的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出了切實可行的措施。關(guān)鍵詞：hyperworks;模型建立;機(jī)械參數(shù)優(yōu)化1 前言車輛的前端和后端均配備有不僅具有裝飾功能的保險杠，而且還配備有吸收和減弱外部沖擊力，保護(hù)車身并確保乘員安全的作用。同時，保險杠是最復(fù)雜的組件，車外零件數(shù)量最多。保險杠的外觀

2、質(zhì)量和樣式是十分重要的，客戶對車輛外觀的判斷很大程度上是來自它。它包括許多功能部件，例如能量吸收裝置、牌照組件、各種照明裝置、防撞警報器和保險等其他部件，因此保險桿的設(shè)計很難設(shè)計。2 保險杠功能2.1 在一定速度下發(fā)生碰撞時保護(hù)車輛如今設(shè)計汽車，安全是放在第一位的。保險杠是要求可以吸收碰撞能量并且降低傷害程度。一般要求可以吸收沖擊能量，相當(dāng)于8km/h的速度，有些規(guī)定放寬到4km/h。撞擊后，有一些措施來保護(hù)車身和車身功能部件。2.2 發(fā)生碰撞時保護(hù)行人保險杠需要有柔軟的表面，如果是撞擊行人時，能保護(hù)他們。它不應(yīng)鋒利而堅硬，最好光滑而有彈性。某些汽車保險杠的前部是用非常柔軟的聚氨酯泡沫制成的，

3、但是引擎蓋的頂部就不同，上面是柔性材料，這就在保護(hù)行人的同時保護(hù)車體1。2.3 車身外部裝飾保險杠與擋泥板、大燈燈體和車輪保護(hù)罩相匹配，使車輛更加美觀。為了確保保險杠的側(cè)面連接，保險杠與擋泥板之間的間隙以及與輪罩的連接，在保險杠與周圍零件之間還有一些附加的定位點。2.4 配套功能一些保險杠需要與燈、牌照架、牌照和其他配件一起安裝?？梢允褂冒惭b底座或安裝平臺通過螺釘安裝燈體，或設(shè)計燈板以安裝燈并在設(shè)計時將燈體留在保險杠上要考慮的燈體尺寸。在設(shè)計和安裝車牌時，應(yīng)按照汽車和拖車的車牌和位置的法律要求。3 保險杠結(jié)構(gòu)的cae數(shù)字化建模為了有效使用有限元分析方法，通過模擬仿真技術(shù)，從而達(dá)到檢查保險杠結(jié)構(gòu)

4、的機(jī)械性能的目的。首先，我們需要通過cae軟件來建立保險杠結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能仿真模型。通過謹(jǐn)慎的處理結(jié)構(gòu)，達(dá)到創(chuàng)建保險杠動力學(xué)模型的目的。在許多有限元分析軟件中，使用hyperworks軟件對保險杠結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字cae建模的技術(shù)在國外已得到廣泛應(yīng)用。該程序根據(jù)用戶需要，在大小和形狀上有所改進(jìn)優(yōu)化。從實際的公司中，我們確定了標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)，它是用回旋模型建模的，后來又用于進(jìn)一步開發(fā)的功能，并以各種軟件中的iges格式進(jìn)行獨家系統(tǒng)分析。然后，我們對保險杠進(jìn)行建模，使其具有理想的樣本尺寸和更好的形狀。由于保險杠的整體質(zhì)量較重，但長度相對較軟，因此必須將支架牢固并且可以將保險杠夾緊以防止其從上方掉落，這對穩(wěn)定起

5、到了很好的作用，因此材料的厚度較厚。在四面體元素離散化之后，在空間結(jié)構(gòu)中使用具有四個節(jié)點元素且元素大小為20mm的離散處理保險杠結(jié)構(gòu)。創(chuàng)建三維立體螺栓模型，并使用hyperworks提供的螺紋接觸的定義方法設(shè)置螺紋接觸2。4 保險杠機(jī)械參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計保險杠的機(jī)械性能參數(shù)和設(shè)計靈敏度是影響保險杠正常運行的主要機(jī)械參數(shù)。保險杠材料的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，材料厚度，彈性模量，泊松比和屈服強(qiáng)度是重要的機(jī)械性能參數(shù)。4.1 保險杠的機(jī)械性能參數(shù)實驗表明，當(dāng)剪切載荷時，柔韌性會迅速下降，并且扭曲會慢慢消失。仿真的結(jié)果在實踐中也得到了證明，如果汽車保險杠的翼發(fā)生碰撞，并且在裝載有效載荷時負(fù)載能力受到最大威脅，

6、則沖擊力的沖擊力會非常低并發(fā)生彎曲。由于衍射會引起一定的曲率，因此部件可能會在短時間內(nèi)急劇下降3。4.2 保險杠靈敏度靈敏度分析可以有很多的用處，它能確定優(yōu)化的方向，我們通過更改不同零件的尺寸來求解每個零件的厚度倒數(shù)方程。隨著板材厚度的增加，車身質(zhì)量對整體結(jié)構(gòu)的影響大于剛度的影響。4.3 優(yōu)化保險杠的機(jī)械結(jié)構(gòu)首先，根據(jù)更換保險杠材料的要求，可以使用密度低且體積大的輕質(zhì)材料?？紤]屈服強(qiáng)度。其次，調(diào)整零件的幾何位置和尺寸，增加鋼筋，調(diào)整封閉結(jié)構(gòu)并將原始非封閉結(jié)構(gòu)更改為封閉結(jié)構(gòu)。第三，通過不同的需求來控制保險杠材料的厚度，安裝孔的位置根據(jù)需要設(shè)置，從而提高彈性模塊和其他機(jī)械性能4。5 結(jié)束語機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計出現(xiàn)的不是很早，它是在20世紀(jì)發(fā)展起來的。這種優(yōu)化主要基于一種將數(shù)學(xué)上的優(yōu)化理論，并通過與設(shè)計領(lǐng)域相結(jié)合的方法，以便人們在解決某種機(jī)械問題時，可以解決其它的同類的機(jī)械問題。使得我們可以在設(shè)計中找到最適合的方案，通過完美的設(shè)計從而節(jié)省大量的人力物力，從而達(dá)到節(jié)省成本的目的。參考文獻(xiàn)：1賴嘯，劉勇，郭晟.汽車保險杠結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型的建立與機(jī)械參數(shù)優(yōu)化設(shè)計j.汽車與駕駛維修（維修版），2018.2劉潔，張和平.基于ansys參數(shù)化語言的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計j.沈陽化工學(xué)院學(xué)報，2018，18（03）.3譚飛，王旭飛，焦登寧等.某微