前排座椅参数设计对后排乘员的安全性仿真分析

为了研究前排座椅参数对后排乘员在正面碰撞时的安全性影响,使用碰撞软件MADYMO建立包括车体、5%女性假人、安全带在内的某款轿车后排乘员正面碰撞仿真模型。通过试验样车碰撞结果与模型仿真结果的对比,验证模型有效性。在此模型基础上,分析前排座椅头枕和靠背参数对后排乘员的HIC、胸部3ms、胸部压缩量和左右大腿力的损伤值影响,得到了前排座椅参数与后排乘员伤害值的关系,提出减小后排乘员伤害的方法。     

正面40%偏置碰撞时后排乘员安全性的仿真分析

为了减小后排乘员在偏置碰撞中受到的伤害,运用MADYMO软件建立包括汽车车身、前后排座椅、三点式安全带、汽车地板、后排5%女性假人的某款汽车后排偏置碰撞的乘员约束系统仿真模型。通过样车试验碰撞结果和模型仿真结果进行对标,验证模型的准确性。在此模型基础上,研究分析前排座椅和安全带等参数对后排乘员安全性的影响,并提出了安全带固定点改进方案,结果表明改进后后排乘员的头部HIC15降低14.2%,颈部张力降低14.4%,有效地保护后排乘员安全。     

正碰假人胸部保护性能的影响因素分析

为分析50 km/h正面刚性壁障碰撞试验中影响乘员胸部保护性能的主要因素,用MADYMO建立某车型的正面碰撞模型,用Isight和全因子矩阵方法进行仿真分析,研究安全带限力值、安全气囊的点火时刻和气囊拉带长度等3个参数对胸部压缩量的影响.结果表明,安全带限力值是影响胸部压缩量的最主要参数.降低安全带限力值可减小胸部压缩量,但同时需要调节气囊点火时刻、气囊拉带长度等保证气囊刚度,避免头部HIC36值超标。     

侧面碰撞过程中乘用车座椅安全性仿真分析

针对在乘用车侧面碰撞过程中座椅失效是假人损伤主因之一的情况,对带有原始座椅的某乘用车进行侧面碰撞仿真分析.结合试验,找出原始座椅在侧面碰撞中在乘员保护方面所存在的问题.针对该问题,设计一套座椅挡板,通过仿真得出挡板高度对侧面碰撞中假人损伤的影响,确定合理的座椅优化改进方案.     

高速列车座椅间距对乘员二次碰撞伤害的影响

为研究高速列车座椅间距对乘员碰撞伤害的影响,在欧洲列车乘员伤害仿真、试验和评价标准的基础上,参考我国列车客室设施与布置,采用MADYMO Hybrid Ⅲ 50％假人,建立高速列车碰撞事故乘员二次碰撞仿真模型．通过仿真分析比较不同座椅间距对乘员伤害的影响．研究表明,合适的座椅间距能减小乘员的HIC（Head Injury Criterion）值和碰撞的相对速度,从而减小乘员伤害概率．     

简单座椅侧面碰撞有限元仿真研究

利用Hypermesh建立了简单车辆座椅的有限元模型,采用非线性计算仿真软件LS-DYNA进行了侧面碰撞工况下的仿真,通过仿真得到座椅在侧碰过程中各个位置的变形情况。为了减小座椅在侧碰中损坏严重位置处的变形,提高座椅的吸能效果,将方管运用到座椅中,不但分担了座椅承受的外界载荷,同时提高了座椅的吸能效果;其次,为降低乘员在侧碰中所受的冲击,将导引槽引入方管,训练系统不但降低了侧碰时的冲击力,同时保证了在侧碰中吸收的内能,最大程度的保护了乘员。     

集中质量-弹簧碰撞模型在汽车被动安全预研阶段的应用

为在车身开发的概念设计阶段明确车辆前碰的安全性目标加速度波形,提出以乘员伤害值确定整车正面碰撞波形的方法,建立包括驾乘人员的车辆集中质量-弹簧(Lumped Mass-Spring,LMS)模型.为确保LMS模型的有效性,将整车有限元模型仿真结果与运动学特性计算结果对比.通过对比前碰加速度波形、刚性墙力以及前舱总的压溃位移,对LMS模型的有效性进行验证.以乘员胸部的乘约效率为优化目标,基于已验证的LMS模型进行关键参数的试验设计分析,从而为车辆前结构的碰撞安全性能设计提供参考.     

面向行人保护的车辆主动弹起式发动机罩数值仿真

为研究在车辆碰撞过程中主动弹起式发动机罩对行人头部的保护作用,考查行人头部损伤指标HIC值,比较接触式和非接触式发动机罩抬升传感器的动作时序,仿真BUCK标准车模型撞击6岁儿童假人的冲击过程,得到传感器的最小反应时间,据此判断主动弹起式发动机罩的作用效果。采用LS DYNA显式分析算法对某型轿车以45 km/h的初始速度撞击6岁儿童假人进行仿真分析,对比主动弹起式和非主动弹起式发动机罩的行人保护性能及其星级评定结果,由行人头部保护得分占比可知主动弹起式发动机罩可大幅提高行人头部碰撞保护性能。     

基于遗传算法的某微型纯电动汽车平顺性优化

针对某微型纯电动汽车在C级路面行驶时座椅处振动较大、乘员有不舒适感等平顺性问题,建立了整车多体动力学模型,在C级路面下对车辆平顺性进行了仿真,结果与实车行驶时驾驶员的主观感觉基本一致,验证了所建模型的准确性,以质心总加权加速度均方根值最小为优化目标,悬架刚度和阻尼为设计变量,最后利用遗传算法联合ADAMS和MATLAB进行了优化仿真。联合仿真结果表明,优化后的整车平顺性有明显改善,为实际优化改进提供依据。     

人车碰撞及其保护行为仿真研究

研究行人体型在人车碰撞事故中对关键部位损伤程度的影响规律,针对保护行人安全,建立碰撞力学模型,以多刚体接触动力学为基础,提出进行受撞变形研究,采用ADAMS软件对轿车分别与中国5、50、95百分位三种不同体型男性成年行人的碰撞过程进行仿真.仿真结果表明,随着行人体型的增大,对头部、胸部和下肢的损伤风险都依次增大,而且头部与轿车前端碰撞的位置和时间压间都依次往后推移.从结论中可以看出,应对轿车外置安全气囊,根据不同型体在轿车前端安装合理位置,可有效地起到保护行人的安全作用.     

基于仿真的游乐设施模型优化与加速度测量

为研究游乐设施运行中乘客身体特定部位加速度测量问题,目前采用对加速度测量的对象是设备,即选取座椅上固定位置代替人体的特定部位.此外,为准确测量分别建立了集中参数模型、有限元模型、多体动力学模型进行人椅耦合,其中集中参数模型因其结构简单被广泛研究.将人体简化为弹簧和集中质量,分别搭建了3自由度和4自由度座椅-乘客加速度集中参数传递模型,探究竖直方向上人体加速度传递响应关系,对模型进行仿真.根据模型的传递函数关系,通过座椅加速度间接得到人体加速度.利用最小二乘法建立目标函数,采用Matlab和Isight联合仿真并选择Multi_islandGA优化算法获取结构参数,利用拟合优度进行评价,建立起座椅-乘客加速度传递模型,实现了根据座椅加速度进行人体加速度测量.     

行人保护仿真分析中的新型头部模型建模方法

为更精确地评价新车型行人保护头部碰撞的性能,提出一种新型头部碰撞模型构建方法.该方法基于传统头部模型,根据摩擦理论和试验经验,推导接触压力和接触面相对速度与摩擦因数的复合关系式,通过头部模型跌落冲击试验标定复合摩擦曲线参数,得到与真实行人头部吻合度更高的新型头部模型.某车型行人保护头部碰撞仿真计算表明,使用新型头部模型可极大地提高仿真的准确性.新型头部模型建模方法适用于不同法规对头部模型的要求,可提高新车研发效率.     

基于电磁作动器的车辆座椅悬架最优控制研究

为了改善农用车、工程车等车辆座椅的减振性能,以电磁作动器为执行器,建立人体座椅—车辆两自由度的主动座椅悬架系统模型。通过对该系统的动力学模型进行线性化处理,并应用二次型最优控制理论,选取合适的加权系数,实现系统的最优控制。在Matlab/Simulink中以白噪声路面激励为系统输入,对主动控制和被动控制的座椅悬架系统仿真分析。结果表明：在不同的激励条件下,基于电磁作动器的主动座椅悬架系统减振效果显著,大幅降低了驾驶员所承受垂直振动加速度,提高了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。     

直升机座椅舒适性研究的仿真分析

针对当前直升机座椅舒适性的研究,还缺少生物力学仿真分析的问题.首先采用AnyBody模型系统构建了“座椅-人-操纵装置”人机交互模型,然后利用逆向动力学对人体五个主要受力部位的最大平均肌肉活动水平和腰椎L4-L5之间的压力进行了仿真分析,结果表明,座椅靠背倾角、座椅前后调整距离、座垫摩擦系数和腰靠等相关座椅参数对人体舒适性具有不同程度的影响.最后,建立了人体舒适性与相关肌肉活动水平的函数关系,为直升机座椅的舒适性研究提供了一种量化方法.     

土壤碰撞问题的刚-散耦合动力学分析

本文以探测器着陆行星土壤为背景,对土壤碰撞问题进行刚-散耦合动力学建模与仿真分析研究.结合离散元方法和多体动力学方法,对半球壳装置土壤跌落问题进行耦合动力学仿真.通过与实验结果及有限元仿真结果对比,验证所采用离散元方法的有效性.分析了颗粒场中颗粒尺寸、恢复系数、静摩擦系数等参数,对碰撞中物体和颗粒场的碰撞加速度、碰撞持续时间、振动波形等动力学响应的影响.本研究将拓展对刚-散耦合动力学问题的理论认识,为探测器着陆系统的设计提供技术支持.     

微型客车正面碰撞特性建模及仿真研究

该文利用Pam—Crash对某微型客车及乘员约束系统进行了建模及仿真研究，全面研究了该微型客车的正面碰撞特性，包括结构耐撞性和乘员安全性。整个建模过程分三个阶段：白车身建模；整车建模；整车及乘员约束系统建模，每个阶段都参照相应的试验条件进行了仿真计算，所得计算结果与试验结果基本吻合，表明所建立的微型客车及乘员约束系统模型是可信的、采用的建模和计算方法是正确的。这些仿真方法可为企业改善汽车的碰撞安全性或开发新产品提供参考。     

基于行人头部保护和刚度要求的发动机罩内板优化设计

提出一种基于行人头部保护和刚度要求的汽车发动机罩内板优化设计方法,将其应用于某款发动机罩内板的参数化设计和优化分析.对优化方案与初始方案的行人头部碰撞仿真结果进行对比,结果表明:优化方案在满足发动机罩刚度要求的前提下能显著降低行人头部碰撞的伤害值.该优化方法可行,可为发动机罩内板的优化设计提供参考.     

某电动汽车驾驶员座椅后横梁平台化开发

针对电动汽车地板下方无法布置横梁、纵梁等结构,导致地板刚度较差的问题,在对比传统车型座椅横梁结构的基础上,提出一种贯穿式驾驶员座椅横梁结构。从刚度、模态、碰撞安全性能等角度出发,对座椅横梁结构进行优化设计。经有限元分析验证,优化后横梁结构在满足各项性能要求的同时可加工性也较好。该方法可为电动车座椅横梁平台化开发提供参考。     

基于Adams的列车碰撞三维动力学模型和仿真

为研究列车碰撞性能,用Adams创建由车体、车钩缓冲装置、端部吸能结构、防爬器、转向架和轮轨力等组成的单节车厢三维动力学模型,并创建6节车厢列车的三维动力学模型,模拟列车以15 m/s的速度与2节静止车厢碰撞的过程.通过分析各节车厢的速度、加速度和每个车钩缓冲装置的相对偏移量在碰撞过程中的变化情况,重现列车碰撞过程,进而分析影响列车垂向爬车和横向屈曲稳定性的因素.仿真结果表明,碰撞过程中每个车钩缓冲装置的相对偏移量和列车各节车厢的加速度最大值均沿列车运行向不断变小;列车前三节车厢的垂向爬车和横向屈曲最严重,转向架发生出轨现象.     

某航天器转载过程中瞬态碰撞动力学研究北大核心

围绕转载过程中的“航天器-适配器-运输筒”系统,以某航天器为研究对象,采用瞬态动力学理论和有限元数值仿真分析方法,建立多体系统“航天器-适配器-运输筒”的动力学模型。通过对该系统模型进行瞬态碰撞动力学分析,得到航天器在三种不同停放方式下碰撞时关键节点处的位移、速度、加速度响应特性曲线,利用隔振器加速度传递率,评价了适配器不同安装位置的减振效能。研究结果表明,运输筒后支点先于前支点碰撞接触的转载方式最安全,其产生的碰撞力对航天器损害很小,安全性较好。