汪 伟, 赵 杰,王启栋,谷先广

(1.合肥工业大学 汽车与交通工程学院,安徽 合肥 230009; 2.合肥工业大学 机械工程学院,安徽 合肥 230009)

0 引 言

面对日益严峻的环境与能源危机,轻量化设计已经成为汽车行业的研究热点。然而,在实现减重的同时,必须要确保汽车的安全性能,如何兼顾轻量化设计和整车碰撞安全,已然成为科研工作人员所面临的重要工程应用问题[1-2]。目前,汽车轻量化设计的方法主要包括新材料、新结构和新工艺的应用[3-5]。高、超高强度钢以及碳纤维材料能够在很大程度上减轻重量,同时保证结构具有足够的强度,但由于成本过高不适合广泛应用。薄壁结构因其突出的变形吸能特性,受到了较多关注,但等厚度结构的轻量化潜力尚未充分挖掘出来。先进制造工艺下的激光拼焊板和连续变截面板(tailor rolled blank,TRB)结构能够很大程度地节省材料,已经在前纵梁、B柱等车身关键件上得到应用。研究表明,TRB相比于其他结构,具有低成本、材料利用率高、成型容易、力学性能优异等综合优势,在实现轻量化和提升结构耐撞性能方面具有很高的应用价值[6]。

近年来,大量学者对TRB结构的耐撞性能、吸能特性及工业应用进行了研究。其中,文献[7]综合利用实验与数值仿真方法对TRB帽型截面梁进行耐撞性分析,并研究其结构参数对吸能效果的影响。文献[8]将TRB应用于车身吸能盒,提高了结构的吸能效率和整车耐撞性能,但不足的是文中所构建的整车模型过于简化。文献[9]提出一种可变厚度的前纵梁结构,并对正面碰撞工况下的整车耐撞性能进行分析和优化。……