免费论文：基于液固耦合的汽车碰撞吸能器动特性仿真及优化设计

液阻式碰撞吸能器是一种新型的碰撞能量吸收装置，具有吸能量大、可反复使用，吸能量可调等优点，在汽车和航天器的碰撞缓冲装置中有应用潜力，液固耦合控制是其设计与开发关键技术。本文以一款液阻式碰撞吸能器为研究对象，通过流固耦合有限元技术分析了其设计参数与系统碰撞响应之间的关系，目的是寻找响应量与设计变量之间的对应关系，为实现最优化设计提供指导。首先，应用Euler/Lagrange算法完成了充液圆柱壳轴向冲击屈曲试验的仿真，并与文献对比，掌握了液固耦合问题有限元分析的关键技术。然后，基于流-固耦合方法建立了一款液阻式碰撞吸能器有限元模型；按照正面碰撞法规要求，进行了吸能器碰撞过程仿真；研究了液压油粘度、油缸内径、充油量、导油管截面尺寸、油缸长度、导油管布置方式等因素对活塞最大行程、重锤速度和加速度响应、碰撞力及系统吸能等响应量的影响规律。最后，对正交试验设计的大量方案进行了仿真，通过响应表面法得出重锤减速度峰值、碰撞力峰值、活塞缓冲行程和重锤最大反弹速度与油缸内径、导油管尺寸、油液粘度和油缸长度之间的一阶、二阶函数关系。绘制了各设计参数对响应函数的灵敏度曲线，并与极差分析结果进行了对比。进一步通过优化设计，得出了该款液阻式碰撞吸能器的一组最优匹配方案。

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