0075] 式中：WSl为滚动塑性铰线吸收的能量，单位为J;M。为单位长度塑性极限弯矩，单 位为N;每侧弯曲角度为P，总弯曲角度为〇,且〇 = 2P，单位为rad;by为十二直角截面薄 壁梁y向宽度，ba为内凹宽度，单位均为mm。
[0076] 技术方案中所述的计算滚动塑性铰能量耗散是指：十二直角截面薄壁梁在发生弯 曲变形时形成的滚动塑性铰包括；2)C3C6'和C4C6' ；3)AA'，A2A5' ；能量耗散 表达式分别为WR1~WR3:
[0077]
[0078]
[0079]
[0080] 式中：WRj为滚动塑性铰线吸收的能量，单位为J;M。为单位长度塑性极限弯矩，单 位为N;H为变形区域的未拉伸长度的一半，单位为mm;l/r为平均曲率，单位为1/mm;r为 滚动半径，单位为mm。
[0081] 技术方案中所述的计算拉伸能量耗散是指：
[0082] 面CACA的面积改变量ΔSi及拉伸吸能量WT1分别为：
[0083] ΔS!=C4C7 ·C7C6,+H·C6C6, +b3 ·C2C6, -2Hb3 (30)
[0084] ffT1=N·AS! (31)
[0085] 底面面积改变量ΔS2及拉伸吸能量WT2分别为：
[0086] AS2=by(C4C7-H) (32)
[0087] ffT2=N·AS2 (33)
[0088] 面AAB2A4面积改变量ΔS3及拉伸吸能量WT3分别为：
[0089] ΔS3= 2 · (0· 5ba ·cosω·ba ·sinω) =ba2 ·cosω·sinω (34)
[0090] ffT3=N·AS3 (35)
[0091] 式中：WTk为滚动塑性铰线吸收的能量，单位为J;b3依次为十二直角截面薄壁梁z 向第三段长度，单位为mm;H为变形区域的未拉伸长度的一半，单位为mm;by为十二直角截 面薄壁梁y向宽度，ba为内凹宽度，单位均为mm;N为屈服膜力，单位为MPa·mm;ΔSk为该 面的面积改变量，单位为mm2。
[0092] 与现有技术相比本发明的有益效果是：
[0093] 1)本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲特性分析方法推导了十二直角截面薄 壁梁弯矩-转角的解析表达式，得到了十二直角截面薄壁梁结构参数（截面尺寸、材料）与 抗弯性能（最大弯曲力矩、弯曲力矩）之间的力学关系，能够准确预测十二直角截面薄壁梁 的弯曲特性。
[0094] 2)利用本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲特性分析方法在车身抗撞性概念 设计阶段只根据给出的薄壁梁截面尺寸及材料特性便可以快速计算出十二直角截面薄壁 梁的弯曲性能，克服了传统设计方法需要建立详细的有限元仿真模型才能进行分析的缺 点，该方法减少了计算机仿真及试验次数，降低了开发成本，缩短了设计周期。
【附图说明】
[0095] 下面结合附图对本发明作进一步的说明：
[0096] 图1为本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲特性分析方法的流程框图；
[0097] 图2_a为本发明所述的十二直角截面薄壁梁结构的轴测投影图；
[0098] 图2-b为本发明所述的十二直角截面薄壁梁横截面结构尺寸的左视图；
[0099] 图3为本发明所述的十二直角截面薄壁梁简化的弯曲变形机制的径向断面示意 图；
[0100] 图4-a为本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲变形结构左侧截面的特征点位 置示意图。
[0101] 图4-b为本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲变形结构中间截面的特征点位 置示意图。
[0102] 图4-c为本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲变形结构右侧截面的特征点位 置示意图。
[0103] 图5为本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯矩-转角曲线绘制方法示意图。
[0104] 图6为本发明所述的实施例1中的十二直角截面薄壁梁弯矩-转角曲线绘制方法 示意图。
[0105] 图7为本发明所述的十二直角截面薄壁梁纯弯有限元仿真模型示意图，图中将梁 一端约束，另一端通过刚性连接与远处的BEAM单元连接，通过对BEAM单元节点施加位移， 使薄壁梁产生纯弯曲变形。
[0106] 图8为本发明实施例1中的十二直角截面薄壁梁弯矩-转角曲线对比。
[0107] 图9为本发明实施例2中的十二直角截面薄壁梁弯矩-转角曲线对比。
[0108] 图10为本发明所述的实施例3中的十二直角截面薄壁梁弯矩-转角曲线对比。
【具体实施方式】
[0109] 下面结合附图对本发明作详细的描述：
[0110] 下面结合附图对本发明做详细的描述：
[0111] 本发明所述的十二直角截面薄壁梁弯曲特性分析方法首先将十二直角截面薄壁 梁的弯曲变形过程分为两个阶段，即初始破损阶段与塑性铰形成阶段；然后计算十二直角 截面薄壁梁初始破损阶段的弯曲特性，得到十二直角截面薄壁梁的最大弯曲力矩表达式； 接着计算十二直角截面薄壁梁塑性铰形成阶段的弯曲特性，得到十二直角截面薄壁梁弯曲 能量耗散表达式及弯曲力矩曲线；最后根据第二、第三步骤的结果绘制十二直角截面薄壁 梁弯矩-转角曲线。
[0112] 所述的十二直角截面薄壁梁弯曲特性分析方法的步骤如下：
[0113] 1.将十二直角截面薄壁梁弯曲过程分段
[0114] 本发明将十二直角截面薄壁梁的弯曲变形过程分为两个阶段，即十二直角截面薄 壁梁弯曲变形的初始破损阶段及十二直角截面薄壁梁弯曲变形的塑性铰形成阶段。
[0115] 1)所述的十二直角截面薄壁梁弯曲变形的初始破损阶段，弯曲角度较小，通常为 5° -10°，表征该阶段十二直角截面薄壁梁弯曲特性的主要参数是最大弯曲力矩。
[0116] 2)在十二直角截面薄壁梁弯曲变形的初始破损阶段随着弯曲角度进一步加大，塑 性铰线开始形成，直至弯曲角度达到25° -35°，该阶段包含了汽车上常用薄壁梁的弯曲 角度范围，称为塑性铰形成阶段，表征该阶段的十二直角截面薄壁梁弯曲特性的主要参数 是弯曲力矩曲线。
[0117] 2.计算十二直角截面薄壁梁初始破损阶段的弯曲特性
[0118] 表征十二直角截面薄壁梁弯曲变形的初始破损阶段弯曲特性的主要参数是最大 弯曲力矩。本发明在矩形截面薄壁梁最大弯曲力矩表达式的基础上推导十二直角截面薄 壁梁最大弯曲力矩表达式。
[0119] 1)建立矩形截面薄壁梁最大弯曲力矩表达式：
[0120] 本专利所述方法采用有效翼缘的概念推导了矩形截面薄壁梁最大弯矩的表达式。 对于矩形截面薄壁梁，其受压翼缘的临界应力为：
[0121] μ ·· (Γ)
[0122] 式中：σ为临界应力，单位为MPa;Ε为材料的弹性模量，单位为MPa;a为矩形截 面薄壁梁截面宽度，单位为mm;b为矩形截面薄壁梁截面高度，单位为mm;h为矩形截面薄 壁梁厚度，单位为mm。
[0123] 根据临界应力和材料屈服强度σy的关系，矩形截面薄壁梁最大弯曲力矩表 达式为：
[0124] 当 〇cr<σy:
[0126] 当'py:[0127] M_=Mp=σyh[a(b-h)+0. 5(b-2h)2] (2b)
[0125]
[0128] 当 〇y<σcr< 2σy:
[0129]
[0130] 式中：Μ_为矩形截面薄壁梁的最大弯曲力矩，单位为Ν·ι?;ΜΡ为中间变量，单位为 Ν·m;σy为材料的屈服强度，单位为MPa。
[0131] 2)建立十二直角截面薄壁梁最大弯曲力矩表达式：
[0132] 参阅图2,本发明所述的十二直角截面薄壁梁y向宽度表示为by，内凹宽度表示为 ba，z向长度分为三段依次为bpb2,b3,匕为薄壁梁z向总长度且bz=b ，薄壁梁厚度 为h。推导十二直角截面薄壁梁最大弯曲力矩1^时将其截面等效为矩形，并利用矩形薄 壁梁最大弯曲力矩表达式（2a) -（2c)，式中a取by+2ba，b取，得十二直角截面薄壁 梁最大弯曲力矩表达式为：
[0133] 当 〇ct<σy:
[0134]
[0139] 式中：为临界应力，单位为MPa; 〇y为材料的屈服强度，单位为MPa;h为薄壁 梁厚度，单位为mm也，b2, 133依次为十二直角截面薄壁梁z向三段长度，单位为mm;bA 十二直角截面薄壁梁y向宽度，ba为内凹宽度，单位均为mm;MP为中间变量，单位为Ν·m; M_为矩形截面薄壁梁的最大弯曲力矩，单位为Ν·m;
[0140] 3.计算十二直角截面薄壁梁塑性铰形成阶段的弯曲特性
[0141] 表征十二直角截面薄壁梁塑性铰形成阶段特性的主要参数是弯曲力矩表达式。本 发明通过构建十二直角截面薄壁梁的弯曲变形机制，将能量耗散途径进行分类，进而推导 能量耗散表达式，最后通过取微小增量的方式得到十二直角截面薄壁梁的弯曲力矩表达 式。
[0142] 参阅图3,本发明所建立的十二直角截面薄壁梁绕y轴弯曲变形机制径向断面示 意图，图中变形结构关于z轴对称，变形区域的未拉伸长度为2H，每侧弯曲角度为P，总弯 曲角度为〇,且〇 = 2p。
[0143] 十二直角截面薄壁梁发生弯曲变形时能量的耗散途径包括三种，分别是绕固定塑 性铰线吸能、滚动铰线的吸能和梁壁拉伸吸能。每根固定塑性铰线吸收的能量WSl等于单位 塑性极限弯矩M。乘以塑性铰的铰线长度1i和绕