| Abstract | 第5页 |
| 摘要 | 第6-14页 |
| Nomenclature | 第14-16页 |
| 1 Introduction | 第16-35页 |
| 1.1 Background | 第16-19页 |
| 1.1.1 Problem statement | 第17-18页 |
| 1.1.2 Objectives | 第18页 |
| 1.1.3 Research methodology | 第18页 |
| 1.1.4 Scope of the thesis | 第18-19页 |
| 1.1.5 Organization of the thesis | 第19页 |
| 1.2 Literature Review | 第19-35页 |
| 1.2.1 Vehicle crash analysis | 第19-20页 |
| 1.2.2 Frontal offset collision | 第20-22页 |
| 1.2.3 Barrier preparation and kinetic energy calculation | 第22-23页 |
| 1.2.4 Frontal fixed offset deformable barrier crash test standards | 第23-24页 |
| 1.2.5 Regulations and standards of electric vehicles crash safety | 第24-28页 |
| 1.2.6 High-voltage batteries in passenger cars | 第28-30页 |
| 1.2.7 Common battery integration in vehicle | 第30-31页 |
| 1.2.8 Influences of the impact in EV battery pack | 第31页 |
| 1.2.9 Occupants crash protection | 第31-35页 |
| 2 Methods and Materials | 第35-51页 |
| 2.1 Engineering Materials Deformation during Impact | 第35-40页 |
| 2.1.1 Linear elasticity deformation | 第35-36页 |
| 2.1.2 Nonlinear elasticity (Plastic) deformation | 第36-37页 |
| 2.1.3 True stress and strain for plastic deformation | 第37-39页 |
| 2.1.4 Material toughness | 第39页 |
| 2.1.5 Alternative materials for car body structure design | 第39-40页 |
| 2.2 Finite Element Analysis (FEA) | 第40-44页 |
| 2.2.1 Principles of Finite Element Method (FEM) | 第40-41页 |
| 2.2.2 Non-linear finite element analysis during vehicle crash simulation | 第41-43页 |
| 2.2.3 Pre-processing Finite Element Analysis | 第43-44页 |
| 2.2.4 Finite Element Analysis solver | 第44页 |
| 2.2.5 Post-processing Finite Element Analysis | 第44页 |
| 2.3 Methods | 第44-47页 |
| 2.3.1 Introduction to the car model | 第44-47页 |
| 2.3.2 Vehicle structure optimization methods | 第47页 |
| 2.4 Materials and Property Settings | 第47-51页 |
| 2.4.1 Material setting | 第47-48页 |
| 2.4.2 Property setting | 第48-49页 |
| 2.4.3 LS-DYNA compatible units | 第49页 |
| 2.4.4 Boundary and initial conditions | 第49-51页 |
| 3 Model Development and Validation | 第51-76页 |
| 3.1 Importing the Model | 第51-53页 |
| 3.2 Meshing and Element Formulation | 第53页 |
| 3.3. Energy Balance Analysis | 第53-55页 |
| 3.4 Added Mass Curve during Simulation | 第55页 |
| 3.5 Front Components Energy Absorption Analysis | 第55-62页 |
| 3.5.1 Bumper and bumper buffer blocks internal energy absorption | 第56-57页 |
| 3.5.2 Crash boxes internal energy absorption | 第57-58页 |
| 3.5.3. Longitudinal beams internal energy absorption | 第58-59页 |
| 3.5.4 A-pillars internal energy absorption | 第59-60页 |
| 3.5.5 Firewall internal energy absorption | 第60-61页 |
| 3.5.6 Upper rails energy absorption | 第61页 |
| 3.5.7 Sill beams internal energy absorption | 第61-62页 |
| 3.6 Deformation Analysis | 第62-71页 |
| 3.6.1 Bumpers deformation | 第63-64页 |
| 3.6.2 Crash boxes deformation | 第64-67页 |
| 3.6.3 Longitudinal beams deformation | 第67-68页 |
| 3.6.4 A-pillars deformation | 第68页 |
| 3.6.5 Upper rails deformation | 第68-69页 |
| 3.6.6 Firewall deformation | 第69页 |
| 3.6.7 Sill beams deformation | 第69-70页 |
| 3.6.8 Front doors deformation | 第70页 |
| 3.6.9 Cabin floors deformation | 第70-71页 |
| 3.6.10 Body side outer panel deformation | 第71页 |
| 3.7 Occupant Compartment Safety Validation | 第71-76页 |
| 3.7.1 Velocity curve | 第71-72页 |
| 3.7.2 Acceleration curve | 第72-73页 |
| 3.7.3 Front occupant compartment intrusion measurements | 第73-76页 |
| 4 Front Components Optimization | 第76-95页 |
| 4.1 Optimization Methods | 第76-77页 |
| 4.2 Added Mass Curve after Optimization | 第77-78页 |
| 4.3 Energy Balance Analysis after Optimization | 第78-79页 |
| 4.4 Occupant Compartment Safety Validation | 第79-82页 |
| 4.4.1 Front occupant compartment intrusion plot | 第79-80页 |
| 4.4.2 Velocity curve | 第80页 |
| 4.4.3 Acceleration curve | 第80-82页 |
| 4.5 Optimized Front Components Energy Absorption Analysis | 第82-88页 |
| 4.5.1 Bumper and bumper buffer blocks internal energy absorption | 第82-83页 |
| 4.5.2 Crash boxes internal energy absorption | 第83-84页 |
| 4.5.3 Longitudinal beams internal energy absorption | 第84-85页 |
| 4.5.4 A-pillars internal energy absorption | 第85-86页 |
| 4.5.5 Firewall internal energy absorption | 第86页 |
| 4.5.6 Upper rails internal energy absorption | 第86-87页 |
| 4.5.7 Sill beams internal energy absorption | 第87-88页 |
| 4.6 Deformation Analysis after Optimization | 第88-95页 |
| 4.6.1 Car FE model deformation after front component optimization | 第88页 |
| 4.6.2 Bumpers deformation | 第88-89页 |
| 4.6.3 Crash boxes deformation | 第89-90页 |
| 4.6.4 Longitudinal beams deformation | 第90-91页 |
| 4.6.5 A-pillars deformation | 第91页 |
| 4.6.6 Upper rails deformation | 第91-92页 |
| 4.6.7 Firewall deformation | 第92页 |
| 4.6.8 Sill beams deformation | 第92-93页 |
| 4.6.9 Front doors deformation | 第93页 |
| 4.6.10 Cabin floors deformation | 第93-94页 |
| 4.6.11 Body side outer panel deformation | 第94-95页 |
| 5 Discussion and Conclusion | 第95-98页 |
| 5.1 Discussion | 第95-96页 |
| 5.1.1 Intrusion improvement | 第95页 |
| 5.1.2 Energy absorption improvement in the longitudinal beams | 第95-96页 |
| 5.1.3 Energy absorption improvement in the cash boxes | 第96页 |
| 5.1.4 Occupant compartment structures improvement | 第96页 |
| 5.2 Conclusion | 第96-98页 |
| References | 第98-101页 |
| Appendix A Steel materials and its properties | 第101-103页 |
| Acknowledgement | 第103页 |
