[發明專利]乘用車前縱梁抗撞性設計方法

有效

• 申請號: 201310388342.0
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103425848A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張君媛;武櫟楠;張秋實;周浩;陳光;金景旭;汪慶洋;馬悅
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

1.一種乘用車前縱梁抗撞性設計方法，其特征在于，所述的乘用車前縱梁抗撞性設計方法的步驟如下：?

1）推導多直角截面薄壁梁平均壓潰反力表達式：?

n個直角截面薄壁梁平均壓潰反力的表達式為：?

式中：P_m為平均壓潰反力，單位為kN；n為多直角截面薄壁梁截面直角個數；M₀為單位長度塑性極限彎矩，單位為N·mm；l為多直角截面薄壁梁截面周長，單位為mm；h為多直角截面薄壁梁壁厚，單位為mm;?

2）設計前縱梁壓潰子結構截面；?

3）推導矩形截面薄壁梁平均彎矩表達式：?

矩形薄壁梁的平均彎矩表達式為：?

M_m=(0.3～0.5)M_max（17）?

式中：M_m為矩形截面薄壁梁的平均彎矩，單位為N·mm；?

4）設計前縱梁彎曲子結構截面。?

2.按照權利要求1所述的乘用車前縱梁抗撞性設計方法，其特征在于，所述的推導多直角截面薄壁梁平均壓潰反力表達式的步驟如下：?

1）確定矩形截面薄壁梁受軸向力作用時其超折疊單元能量耗散的表達式：?

根據Wierzbicki和Abramowicz學者的矩形薄壁梁壓潰理論，當矩形截面薄壁梁受到軸向力作用時會發生“疊縮”變形，從而產生超折疊單元；將矩形截面薄壁梁劃分為四個中心角為直角的超折疊單元，取其中一個為研究對象，該單元的塑性變形簡化為形面拉伸、繞水平固定鉸線彎曲和繞傾斜塑性絞線彎曲，由塑性力學可以確定出各部分的能量耗散分別為：?

E_i=E₁+E₂+E₃???（4）?

式中：E₁、E₂、E₃分別為每個超折疊單元發生形面拉伸、繞水平固定鉸線彎曲和繞傾斜塑性絞線彎曲變形時所吸收的能量，單位為kJ；E_i為每個超折疊單元的總吸能量，單位為kJ；M₀為單位長度塑性極限彎矩，單位為N·mm；σ₀為材料的等效流動應力，單位為MPa；H為超折疊單元折疊半波長，單位為mm；?I為無量綱系數，當中心角為直角時，I₁為0.53，I₃為1.15；r為超折疊單元環形面圓環子午線方向的半徑，單位為mm；h為薄壁梁壁厚，單位為mm；?

2）推導多直角截面薄壁梁平均壓潰反力表達式：?

由n個直角組成的薄壁梁截面，當截面周長為l時，可分解為n個中心角為直角的超折疊單元，此時每個超折疊單元繞水平固定鉸線彎曲所吸收的能量可以表述為：?

式中：l為薄壁梁截面周長，單位為mm；n為多直角截面薄壁梁截面直角個數；?

因此，多直角截面薄壁梁吸能量的表達式為：?

超折疊單元的有效壓潰距離δ_e小于2H，二者的關系為：?

δ_e=0.73×2H???（7）?

式中：δ_e為超折疊單元的有效壓潰距離，單位為mm；?

根據能量守恒原則可以得到多直角薄壁梁受軸向壓潰作用時平均壓潰反力與吸能量的關系為：?

δ_eP_m=nE_i???（8）?

式中：P_m為平均壓潰反力，單位為kN；?

聯立公式（6）～（8）得到多直角薄壁梁平均壓潰反力的表達式為：?

由能量最小原則，對式（9）求偏導：?

得到n個直角截面的薄壁梁平均壓潰反力的最終表達式為：?

。