近年来，随着汽车保有量的持续增加，以及道路交通的拥挤，道路交通事故频频发生。据统计，在道路交通事故中，侧面碰撞导致的事故占总量的 31%左右。因此，汽车侧面碰撞性能成为车辆被动安全性能研究的重要内容。与其他部位相比较来说,汽车的侧面在整车中无疑是最易破坏和刚度相对较弱的部位。根据汽车设计方面的要求,为了保证乘员的安全,轿车的前部和后部、车身、底盘的结构刚度要保证不大于乘客舱部分,这也是为了使汽车的吸收碰撞能量能力更强大,因为这些结构的变形可以吸收大部分能量,多以不同的汽车部位在设计时刚度必须具有差异性。而轿车的侧部则没有那么容易设计了,首先是没有汽车前部、后部那样大的缓冲空间,这在吸收碰撞能量发面就很受限制,吸收的能量可能不那么大。其次侧面撞击时撞击的地方与乘员的相对距离太近,使乘员受伤的可能性加大。轿车在发生侧面碰撞后,车门还会因为变形不能打开,使乘员的救援时间延迟,从而使伤害的期望值加大。另外较为严重的情况是轿车在斜坡上或在转弯时被侧面碰撞,引发汽车翻倾的严重事故极易发生。总的来说,轿车的侧部强度能在一定程度上提高侧面安全性能,但是刚度太大对吸收能量和缓冲冲击极为不利,整车的刚度及局部吸收碰撞能量的能力也是要重点考虑的因素。因此与正面、后部碰撞相比,侧面碰撞对乘员可能造成的伤害更大,这是为什么侧面碰撞事故造成乘员伤亡较多的主要原因。因此，提高车门的碰撞性能对于提高车辆的被动安全性能和保证乘员的安全具有重大意义。

国外最早开展汽车碰撞研究的是美国。早期的汽车碰撞研究主要是进行各种条件下的碰撞试验，包括实车碰撞和模拟碰撞试验。计算机模拟碰撞技术开始于上世纪60年代，美国开发出当时世界上第一个碰撞模拟软件SMAC。近20年来汽车碰撞计算模拟技术得到快速发展，出现了上述诸多的碰撞模拟的商业化软件。其软件核心部分是以美国Lawrence Livermore National Laboratory在70年代开发的DYNA公开版本的理论为基础。侧面碰撞情况在各国都很普遍，国外侧碰的研究主要集中在车辆侧面结构吸能特性及人体响应方面。吸能转向机构是汽车被动安全的主要措施之一，国外从20世纪30年代就开始对吸能转向机构的结构和性能进行研究，60年代在轿车上装用，80年代末开始进行碰撞的仿真和试验研究。新型复合材料和结构优化被广泛应用及一些先进技术用于侧碰事故中的乘员保护。当前美国和欧洲实施的侧面碰撞法规，都是为了提高侧面碰撞的防护性能。今后侧面碰撞实验的研究方向主要包括侧面碰撞事故分析、当前车辆的前端几何形状和刚度的研究、整车侧面碰撞试验结果这三大类。同时相应的模拟计算随之而展开。随着各国安全法规的强制或推荐执行，国外对汽车被动安全性的研究日益深入，汽车被动安全性正成为评价汽车性能的一项的重要指标。当前，汽车结构的耐撞性能已成为发达国家进口和销售汽车的重要检验指标。

我国从90年代初，作为国家八五重点项目，在中汽总公司的安排下，清华大学等单位相继建立了台车模拟碰撞试验台，95年清华大学率先对北京吉普车进行了整车试验。随后一汽、二汽、天津中心也相继进行了部分撞车试验。由此，我国的汽车安全领域初步形成以汽车厂为设计主体，以大学、研究所为科研主体的汽车被动安全体系。随着计算机运算速度的提高，国外先进软件的引进，如PARM-CRASH、MADYMO、LS-DYNA 等工程软件，国内各大学和研究所都在进行大量的计算机碰撞模拟分析，并且取得了相当的成果。但国内有关汽车安全性的研究大多集中在已定型生产的实车检测方面,在产品的开发过程中进行安全性设计研究的投入还远远不够。国内在采用有限元方法对汽车碰撞安全性的工作基本上都是对壁正面全宽碰撞的，整车偏置碰撞耐撞性的有限元仿真研究较少。通过对汽车碰撞进行模拟来指导和部分取代碰撞试验工作，成为汽车安全性研究的一种趋势。在国内，对汽车侧面碰撞安全性的研究才刚刚起步，侯飞等人对某国外车型的车门和整车侧面碰撞的车体抗撞性进行了一定程度的研究和分析，取得了一定的成果。在我国由于交通法规执行情况及道路状况的特殊性，使得由于侧面碰撞而导致死亡的比例高于国外的水平。由于侧碰发生比较频繁，研究的焦点正由正面碰撞转向侧面碰撞。

1、通过功能强大的catia软件并参照车门方面的相关法规要求建立CAD模型。由于车门模型比较复杂,尤其是曲面和曲线设计方面的应用较多。微型轿车车门主要由壳体、内饰板和其他一些附件组成,在零部件设计模块中把他们都建立起来,最后在catia中把他们组装起来。

2、在CAD模型建立好之后,把整个模型存储成IGS格式,这样可以实现与HyperMesh的接口统一。把整个车门的IGS文件导入HyperMesh软件中进行前处理工作, 包括几何曲面的处理、网格的划分、单元的检查、材料的定义等,这为以后的计算仿真打下了基础。

3、参照ECER 95法规的规定, 在LS一DYNA软件进行求解计算后得到侧面碰撞仿真的模拟结果,从这些数据中提取分析车门的变形情况、车门的碰撞接触力、车门的吸收能量能力、防撞杆的碰撞变形和加速度等,从这些数据研究车辆在整个侧面碰撞过程的性能。

4、根据前期做的侧面碰撞仿真,提出从车门结构和从计算机两个方面进行优化仿真的方法。考虑到在侧面碰撞中真正起到作用的部件,对车门内的防撞杆从结构和实际制造方便性进行优化改进。把优化前和优化后的车门参照ECER95法规进行了侧面碰撞仿真,在车门应力变形、吸收能量能力等方面都进行了比较,还要进行材料应变率方面的考证,从材料刚度方面提高抗撞击性能。

1（7 学期第20周） 确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集

2（8 学期第1周） 方案构思、文献检索、完成开题报告

3～4（8学期第2-3周） 外文翻译、资料再收集

5～7（8学期第4-6周） 设计计算、草图绘制

8～10（8学期第7-9周） 图样绘制、编写设计计算说明书（论文）、预答辩

11～13（8学期第10-12周） 图样及设计计算说明书整理、资料袋整理,答辩资格审查

14（8学期第13周） 学生提出答辩申请,并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书

15～16（8学期第14-15周） 参加答辩

[1]乔维高,张良安,涂进进.轿车车门侧面碰撞有限元仿真及优化研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2016,40(02):275-279.

[2]吕茂奇. 微型轿车侧面碰撞强度分析与研究[D].武汉理工大学,2011.

[3]王富强. 微型轿车车门侧面碰撞的仿真研究[D].武汉理工大学,2011.

[4]张觉慧,谭敦松,高卫民,黄锡朋.汽车碰撞的有限元法及车门的抗撞性研究[J].同济大学学报(自然科学版),1997(04):450-454.

[5]游国忠,葛如海,程勇,陈晓东,苏清祖.轿车车门侧面碰撞有限元模拟[J].中国公路学报,2006(05):119-122.

[6]张继伟. 轿车车门侧面碰撞性能仿真研究[D].武汉科技大学,2007.

[7]覃祯员. 轿车侧面碰撞车身结构安全性和乘员损伤保护研究[D].湖南大学,2009.

[8]张斌. 轿车侧碰撞安全性及乘员损伤防护技术研究[D].湖南大学,2010.

[9]裴永胜. 基于有限元分析的某乘用车碰撞性能分析及结构优化[D].重庆理工大学,2013.

[10]庞通,邓国红,杨鄂川,韦永平,张勇.某乘用车侧面碰撞性能分析及结构优化[J].重庆理工大学学报(自然科学),2013,27(12):22-28.

[11]丁鸿儒. 某型乘用车车门设计与有限元仿真分析[D].沈阳工业大学,2015.

[12]王晓峰,张通.轿车车门侧面碰撞安全性结构改进[J].天津汽车,2008(02):28-31.

[13]Tae Ho Yoon,Hoyoon Kim,Cheol Heo,Jongwan Kwon. An experimentand FE simulation for the development of a SPFC1180 AHSS one-body door impactbeam about a car side collision[J]. International Journal of PrecisionEngineering and Manufacturing,2016,17(1).

[14]Gabriel Jiga,#350;tefan Stamin,Gabriela Dinu,DanielVl#259;sceanu,Dorina Popovici. Material and shape crash-box influence on theevaluation of the impact energy absorption capacity during a vehiclecollision[J]. Ciência amp; Tecnologia dos Materiais,2016,28(1).

[15]Wenjun Liu,Hui Zhao,Kui Li,Sen Su,Xiaoxiang Fan,Zhiyong Yin.Study on pedestrian thorax injury in vehicle-to-pedestrian collisions usingfinite element analysis[J]. Chinese Journal of Traumatology,2015,18(2).