随着汽车技术的发展,汽车已经融入到人们的日常生活中,然而由于环境污染加剧、资源枯竭等问题,人们对汽车的环保和油耗有了越来越严格的要求。燃油箱作为汽车的重要组成部分,其发展对汽车行业具有重要的意义。自从塑料燃油箱问世以来,传统的金属燃油箱因为其油耗和安全性等问题逐渐被塑料燃油箱所替代,汽车燃油箱塑料化也成为了汽车行业发展的一个重要方向。考虑到汽车在正常行驶和突发事故等情况下的安全,因此塑料燃油箱必须具备足够的抵抗高压、碰撞和跌落的能力,保证汽车燃油箱在极限工况下的强度和刚度。本课题以亚普汽车部件有限公司生产的塑料燃油箱为研究对象,通过试验测试与有限元仿真分析相结合的方法,对燃油箱的结构性能以及其内置立柱的冲击性能进行了研究,在此基础上为燃油箱的进一步研究及优化提供数据基础。本课题的主要研究内容如下:(1)根据燃油箱的设计标准,对燃油箱进行静态耐压性试验。采集得到不同压力下燃油箱表面和内置立柱上测点位置的应力值、燃油箱表面各个测点的变形值,同时根据内置立柱上的电阻应变花,得到内置立柱在燃油箱内部压力变化时的受力情况。之后通过对燃油箱进行正负压循环试验,验证了燃油箱的结构强度满足设计要求。(2)简单介绍了有限元塑性非线性分析理论及燃油箱有限元分析模型在Hypermesh软件中的前处理过程,通过ABAQUS求解得出燃油箱极限压力下的应力和变形分布,将燃油箱静态耐压试验中得到的燃油箱表面和内置立柱上的应力和变形数据与有限元分析得到的数据进行对比,验证有限元分析的准确性。在此基础上,得到燃油箱整体的应力和变形云图,同时得到燃油箱在极限正负压情况下的塑性应变云图。(3)分析了燃油箱在工作过程中可能受到的冲击和碰撞。根据内置立柱所受冲击载荷的形式,对内置立柱进行冲击性能研究,得出了不同工况下的内置立柱的冲击破坏功和最大冲击力。从而得到了内置立柱在不同工况下破坏的临界值,为燃油箱的跌落试验研究提供基础。(4)介绍了流固耦合的基本概念及相应的数值模拟方法,并介绍了燃油箱跌落有限元分析模型的前处理过程。求解得到了在x方向两种跌落形式下,燃油箱在跌落过程中所产生的最大塑性应变,证明了该型号燃油箱的跌落强度满足设计要求,同时确定了燃油箱跌落过程中最薄弱的位置。