家用轿车行李箱冲击分析及优化研究【字数：10529】
汽车的安全性能在消费者心中越来越重要，在车辆发生事故时，如果行李箱空间设计存在问题，后排乘客的安全就无法保证。当碰撞发生时，如果行李箱由于惯性向前，将会撞击后排乘客的座椅或者头枕，会造成不可意料的危险。本论文主要阐述了有限元基础分析在汽车设计方面的意义和发展趋势，以某轿车的行李箱为例，通过Hypermesh软件进行行李箱模型的网格划分和冲击条件的设定，用Lsdyna进行运算得出结果，用Hyperview观看模型动画，最后进行优化研究，通过加厚连接件的方法，为该座椅减少了5.6%的最大压力，提升了乘客的安全性。
目录
1、绪论 2
1.1汽车外形设计发展历程 2
1.2有限元分析对汽车设计的意义 3
1.3有限元分析的发展趋势 4
1.4课题的研究内容和目的 5
2、有限元分析软件的介绍 6
2.1 CATIA软件简介 6
2.2 HyperMesh软件简介 6
2.3 Lsdyna软件简介 7
3、汽车行李箱模型的选取 9
3.1模型的选取和划分网格的前期准备 9
3.2划分网格常用命令示例 10
3.3完整的有限元网格模型总成 19
4、汽车行李箱的冲击研究过程及优化研究 21
4.1用ISDYNA进行碰撞分析运算及运算结果的查看 21
4.1.1 约束和冲击条件的添加 21
4.1.2 将k文件导入Lsdyna进行计算 22
4.1.3 将结果导入Hyperview进行查看 25
4.2行李箱模型的优化研究 26
5、总结 29
参考文献 30
致谢 31
1、绪论
1.1汽车外形设计发展历程
汽车车身模式的开展主要度过了马式汽车、箱式汽车、甲虫式汽车、船式汽车、鱼式汽车和楔式汽车几个阶段。
1）马式汽车时代
第一架汽车，其车身样貌基本上追随马车的模式，被称为“无马车”，其英文称号“Sedan”是指欧洲贵族利用的奢华马车。 1908年，美国福特汽车公司产出了驰 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
名的T型车，它原本是一辆带有布套的小型客车，并成为马式汽车的先锋。
2）箱式汽车
1986年，法国的Benhardt和Lavasso生产出世界上第一辆封闭式轿车，也是箱式车的开端。1915年，福特汽车公司产出了一款与马式差别很大的汽车，其特点是带有门窗的大型箱子，因而被称为“箱式汽车”。箱式车十分注重人体工程学，领有开阔的内饰空间，舒适的骑行和移动房屋的声誉。然而，空气阻力妨碍了汽车突进的速度，为汽车的提升提出了新的要求。
3）甲虫式汽车
在箱车的晚年，人们开始明确空气阻力是如许重要。除了顶风区域和汽车的速度之外，汽车的空气阻力还与汽车纵向局部的外形有所关联。1934年，克莱斯勒的气流轿车率先采用了流线型车身，这是流线型车第一次出现在群众的眼帘里。 1937年，大师级设计师费迪南德保时捷着手设计看起来像甲虫的汽车。但甲虫也不是完美的，缺点一是乘客运动空间狭窄，二是侧风不稳定。
4）船式汽车
船式车采纳将车厢搁置在两个轴之间的设计手段。从外观上看，整辆车看起来像一艘船，被称为船式车。福特V8于1949年制作，是船式车的代表作。船式车在外观和性能上均优于甲虫式汽车，处理了甲壳型车侧风不稳固的效果。但由于汽车的尾部过长，构成梯形，疾速行驶会迸发庞大的空气涡流，使加速变为一个难题。
5）鱼式汽车
为了抑制船车尾部过于向后的缺点，当汽车疾速行驶时会迸发庞大的空气涡流效应。 1952年，通用汽车的别克轿车迎来了鱼式汽车的时代。它基本上保留了船式汽车的长处。但它并不圆满。汽车后窗歪斜大，面积大，车身强度变低，车内温度高。当汽车速度够快时，会迸发很大的升力，汽车与平地之间的附着力会变小，汽车的行驶稳定性和操纵稳定性得不到保障。
6）楔式汽车
经过大批钻研和试验，设计师发现了一种新型汽车，即楔形。这种车是向全身向前歪斜，车身反面像刀一样直，这种车能高效抑制升力。第一辆楔形车是1963年的Stibke abenti。楔式车主要用于赛车。
在汽车外观发展的各个时期，不断开发出新的汽车形状，不仅提高了汽车的性能，而且促进了汽车美学的发展。大家相信，汽车的外观将越来越朝着高性能，帅气的方向开展。
1.2有限元分析对汽车设计的意义
有限元分析技术的应用使汽车制造业高速发展，汽车工业的需求也极大地促进了有限元分析。多年来，汽车工业一直是有限元分析技术发展趋向的标杆，也是业界关注的焦点。有限元分析贯通了整个汽车的发展，从螺栓的预紧力分析到碰撞仿真以及整车的NVH（噪声，振动和声学粗糙度）分析。有限元分析的范畴包罗构造，流体力学，多体动力学，被动安全性，进程，车辆性能和其它方面。总的来说，当前汽车发展过程中的有限元分析主要包括以下几个方面：
1）结构强度，刚度和模态分析以及结构优化设计
车身是汽车的要害组件，车身构造必需具备足够的强度，以确保燃气疲劳寿命，足够的静刚度，以确保其装配和应用要求，同时应具有合理的动态特性，以抵达目标振动和噪音控制。汽车结构有限元分析的应用主要体现在以下几个方面：首先，分析了汽车设计中所有结构件和主要机械零件的刚度，强度和稳定性。其次，采用有限元方法作为车辆结构分析和车辆优化的设计工具。
第二，有限元法广泛应用于汽车构造分析，对各部件进行模态分析。同时，在计算机屏幕上可视地再现每个部件的振动形式，以进一步计算每个部件的动态响应，并以更实在的形式描绘动态进程，这为构造的动态设计提供了方便。在汽车设计中使用有限元分析证实，它可以显着改善车身设计，缩短开发时间和价格。
2）碰撞和安全分析
目录
1、绪论 2
1.1汽车外形设计发展历程 2
1.2有限元分析对汽车设计的意义 3
1.3有限元分析的发展趋势 4
1.4课题的研究内容和目的 5
2、有限元分析软件的介绍 6
2.1 CATIA软件简介 6
2.2 HyperMesh软件简介 6
2.3 Lsdyna软件简介 7
3、汽车行李箱模型的选取 9
3.1模型的选取和划分网格的前期准备 9
3.2划分网格常用命令示例 10
3.3完整的有限元网格模型总成 19
4、汽车行李箱的冲击研究过程及优化研究 21
4.1用ISDYNA进行碰撞分析运算及运算结果的查看 21
4.1.1 约束和冲击条件的添加 21
4.1.2 将k文件导入Lsdyna进行计算 22
4.1.3 将结果导入Hyperview进行查看 25
4.2行李箱模型的优化研究 26
5、总结 29
参考文献 30
致谢 31
1、绪论
1.1汽车外形设计发展历程
汽车车身模式的开展主要度过了马式汽车、箱式汽车、甲虫式汽车、船式汽车、鱼式汽车和楔式汽车几个阶段。
1）马式汽车时代
第一架汽车，其车身样貌基本上追随马车的模式，被称为“无马车”，其英文称号“Sedan”是指欧洲贵族利用的奢华马车。 1908年，美国福特汽车公司产出了驰 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
名的T型车，它原本是一辆带有布套的小型客车，并成为马式汽车的先锋。
2）箱式汽车
1986年，法国的Benhardt和Lavasso生产出世界上第一辆封闭式轿车，也是箱式车的开端。1915年，福特汽车公司产出了一款与马式差别很大的汽车，其特点是带有门窗的大型箱子，因而被称为“箱式汽车”。箱式车十分注重人体工程学，领有开阔的内饰空间，舒适的骑行和移动房屋的声誉。然而，空气阻力妨碍了汽车突进的速度，为汽车的提升提出了新的要求。
3）甲虫式汽车
在箱车的晚年，人们开始明确空气阻力是如许重要。除了顶风区域和汽车的速度之外，汽车的空气阻力还与汽车纵向局部的外形有所关联。1934年，克莱斯勒的气流轿车率先采用了流线型车身，这是流线型车第一次出现在群众的眼帘里。 1937年，大师级设计师费迪南德保时捷着手设计看起来像甲虫的汽车。但甲虫也不是完美的，缺点一是乘客运动空间狭窄，二是侧风不稳定。
4）船式汽车
船式车采纳将车厢搁置在两个轴之间的设计手段。从外观上看，整辆车看起来像一艘船，被称为船式车。福特V8于1949年制作，是船式车的代表作。船式车在外观和性能上均优于甲虫式汽车，处理了甲壳型车侧风不稳固的效果。但由于汽车的尾部过长，构成梯形，疾速行驶会迸发庞大的空气涡流，使加速变为一个难题。
5）鱼式汽车
为了抑制船车尾部过于向后的缺点，当汽车疾速行驶时会迸发庞大的空气涡流效应。 1952年，通用汽车的别克轿车迎来了鱼式汽车的时代。它基本上保留了船式汽车的长处。但它并不圆满。汽车后窗歪斜大，面积大，车身强度变低，车内温度高。当汽车速度够快时，会迸发很大的升力，汽车与平地之间的附着力会变小，汽车的行驶稳定性和操纵稳定性得不到保障。
6）楔式汽车
经过大批钻研和试验，设计师发现了一种新型汽车，即楔形。这种车是向全身向前歪斜，车身反面像刀一样直，这种车能高效抑制升力。第一辆楔形车是1963年的Stibke abenti。楔式车主要用于赛车。
在汽车外观发展的各个时期，不断开发出新的汽车形状，不仅提高了汽车的性能，而且促进了汽车美学的发展。大家相信，汽车的外观将越来越朝着高性能，帅气的方向开展。
1.2有限元分析对汽车设计的意义
有限元分析技术的应用使汽车制造业高速发展，汽车工业的需求也极大地促进了有限元分析。多年来，汽车工业一直是有限元分析技术发展趋向的标杆，也是业界关注的焦点。有限元分析贯通了整个汽车的发展，从螺栓的预紧力分析到碰撞仿真以及整车的NVH（噪声，振动和声学粗糙度）分析。有限元分析的范畴包罗构造，流体力学，多体动力学，被动安全性，进程，车辆性能和其它方面。总的来说，当前汽车发展过程中的有限元分析主要包括以下几个方面：
1）结构强度，刚度和模态分析以及结构优化设计
车身是汽车的要害组件，车身构造必需具备足够的强度，以确保燃气疲劳寿命，足够的静刚度，以确保其装配和应用要求，同时应具有合理的动态特性，以抵达目标振动和噪音控制。汽车结构有限元分析的应用主要体现在以下几个方面：首先，分析了汽车设计中所有结构件和主要机械零件的刚度，强度和稳定性。其次，采用有限元方法作为车辆结构分析和车辆优化的设计工具。
第二，有限元法广泛应用于汽车构造分析，对各部件进行模态分析。同时，在计算机屏幕上可视地再现每个部件的振动形式，以进一步计算每个部件的动态响应，并以更实在的形式描绘动态进程，这为构造的动态设计提供了方便。在汽车设计中使用有限元分析证实，它可以显着改善车身设计，缩短开发时间和价格。
2）碰撞和安全分析
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