致谢 34

参考文献 35

第一章  绪论

1。1 汽车安全概述

汽车碰撞所带来的安全隐患是迫切需要改善发展的一项领域，碰撞所带来的问题一方面使我们的经济发展承受严重的损失，另一方面，对驾驶员也带来的致命的威胁。解决这一问题，首先需要法律规范加强管理，同时则要求加强技术，对事故的数据进行分析，对车体结构分析，同时改善结构加强汽车的碰撞性能。提高汽车的碰撞性能的最基本的措施便是进行结构优化，确保功能实现的最基本的是进行碰撞仿真测试。论文网

本文主要应用了非线性有限元的方法对牵引小车和液压缓冲装置的碰撞进行了计算机模拟，仿真软件包括Hypermesh和LS-DYNA，对液压缓冲的流体仿真主要使用了Fluent，仿真的结果包括液压缓冲螺栓活塞的变形和受力分析，以及之后的节流口处的流速温度等特性分布图。使用计算机模拟的方式具有很大的优点，最主要的是可以提前预知测试的结果，仿真需要的时间短，耗费很少，具有很大的灵活性准确性以及可控性，不受时间地点空间的限制，随时进行，更省去了部分耗资巨大、过程危险而复杂的试验,这也是本课题研究的另一个重要意义。

在本文中对于碰撞的研究的理论基础是：当一个物体碰撞另一物体时，产生冲击的瞬间，会有一个与原冲击力反向的载荷产生，这个力可以使得碰撞物的速度发生改变[1]。在机械运行过程中，合理使用缓冲器可以减小机械碰撞产生的冲击以及因为冲击而给碰撞物带来的危害。一般情况下，当一个物体撞上缓冲器，基于缓冲器的自身结构，活塞的运动以及内腔上的节流口的阻力，会使得碰撞产生的冲击载荷的作用时间变长，同时，将吸收的碰撞物的能量主要以内能的形式散发出去，这一个过程称为缓冲过程，会使得碰撞的危害降低[2]。机械运行中利用缓冲器实现减速吸能具有很多优点:

(1)减少机械事故；

(2)延长汽车碰撞作用的时间，从而降低了冲击载荷的大小；

(3)很大程度上降低了机械的振动和噪声；

(4)可以简化机器的设计，降低设备的造价。

1。2 缓冲器发展概述

汽车碰撞试验是新型汽车研发过程中进行测试汽车被动安全性的必要手段，随着社会对汽车安全性能考虑日益提高，汽车碰撞安全实验室建设在我国迅速增长。液压缓冲器的研究是研制整个牵引车碰撞试验台的关键，液压缓冲装置具有至关重要的作用，是整个模拟实验的核心部分。本文课题的着重点也主要体现在对液压缓冲装置的设计和仿真上[3]。目前，国内外研制出了各种材料，各种结构的吸能装置。常见的吸能装置有：塑料管吸能装置、机械结构变形储能式吸能器、液压缓冲装置。

目前汽车碰撞试验牵引系统基本采用电机牵引，利用带传动原理，由电机转动驱动钢丝绳，通过牵引小车拖动被牵引汽车以同样的速度运动，当被牵引汽车在距离被撞物体一定距离时，牵引小车脱离驱动钢丝绳的牵引撞击液压缓冲装置停下，被牵引汽车能够以规定的速度撞击被撞物体。由于牵引小车脱离牵引钢丝绳后仍具有较高的速度，传统的止停牵引小车的方法是利用牵引小车撞击白钢管或者障碍物，使白钢管或障碍物变形吸能来达到止停小车的目的，这样做需要不断更换变形的白钢管或障碍物，同时对牵引小车和钢轨有不同程度的损坏。本发明的高速液压缓冲装置则解决了上述牵引小车碰撞过程存在的问题，其特点是液压缓冲装置实用高效，安全可靠，通用性强，对牵引小车和轨道损坏也较小。