摘要：对某乘用车钢制保险杠防撞梁进行三点静压试验和仿真分析,得到评价该防撞梁强度和吸能性能的关键参数。为实现轻量化要求,以钢制防撞梁的性能参数为基准,采用材料替换和结构优化方法设计新的铝合金防撞梁。运用optistruct对铝合金防撞梁的截面进行拓扑优化,确定防撞梁的最优截面形状为'日'字形结构。将'日'字形防撞梁各个板件的厚度和通过Hypermorph建立的截面形状改变作为设计变量,通过Hyperstudy和LS-DYNA联合仿真进行形状和尺寸优化,经过13步迭代计算结果收敛,得到各设计变量的最优值。根据优化结果试制铝合金防撞梁样件,对铝合金保险杠防撞梁进行相同的三点静压试验并与钢制的试验结果作对比分析,结果显示铝合金防撞梁减重效果达到38.4%,且静压支反力峰值提高了11.1%,比吸能变为钢制的1.9倍,可见铝合金防撞梁性能优异。

摘要：针对6XXX铝合金防撞梁总成,采用准静态拉伸实验、200 s-1动态拉伸实验获得材料的应力-应变曲线,通过数值模拟得到6063-T6和6082-T6合金材料的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数,对6XXX铝合金防撞梁总成的三点静压和13 km·h-1台车碰撞进行数值模拟和实验验证。结果表明:应变速率变化范围为0.001~200 s-1时,6063-T6合金应变率敏感性不明显,6082-T6合金表现出明显的应变率敏感性;基于拉伸试验和数值模拟得到的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数能较精确地表征铝合金的塑性行为;三点静压的支反力-位移曲线和低速碰撞的加速度-时间曲线以及变形行为与仿真预测结果吻合度较高,该方法能够准确地预测6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为。