正面碰撞下轿车后排乘员伤害的仿真研究

为了研究后排乘员在正面碰撞中受到的伤害,使用MADYMO碰撞软件建立了包括车体、安全带系统和5%假人的某轿车后排正面碰撞约束系统模型.通过把仿真结果与样车碰撞试验结果进行对比,验证了模型的有效性.利用该模型对安全带形式、安全带刚度、卷收器锁止特性等参数对乘员的HIC、T3MS、胸部压缩量和左右大腿力等损伤值的影响进行了比较研究,结果表明:后排位置乘员需要佩戴3点式安全带;安全带刚度比原设计值增大7%～10%,HIC值可以从初始的989下降到800左右;卷收器锁止特性与原设计值相比减小15 mm,能有效提高乘员的安全性.     

爆炸环境下乘员约束系统参数分析及优化

针对特种车辆在底部爆炸环境下乘员座椅受到瞬时高强度冲击时的防护性能进行研究,建立整车爆炸环境,利用仿真计算与试验所得座椅底座加速度进行乘员约束系统冲击输入验证,借鉴普通乘用车加权伤害准则,对乘员约束系统中弹簧刚度、黏性阻尼系数、坐垫刚度与安全带刚度四因素运用试验设计、响应面技术进行相关参数灵敏度分析,并通过遗传算法对代理模型完成参数优化工作,研究发现:优化后的乘员约束系统参数相对初始值达到10.5％的综合防护性能提升.     

基于实车正面碰撞试验的Q3假人伤害研究

针对目前国内相关标准缺乏对儿童假人在实车正面碰撞工况下的评价,综合分析了国内外儿童假人评价现状,进行了涉及A级、B级、SUV和MPV等车型的17个实车正面碰撞试验,将Q3儿童假人放置于驾驶员侧的后排座椅.结果显示,头部3 ms合成加速度平均值为88.51g,最大值为107.32g;颈部Z方向受力的平均值为3.09 kN,最大值为4.28 kN;儿童假人胸部压缩量的平均值为32.82 mm,最大值为40.67 mm;儿童假人胸部粘性指数的平均值为0.35 m/s,最大值为0.73 m/s.通过试验数据的分析,儿童乘员的头部、颈部和胸部有受伤的风险,应纳入评价指标.本研究为儿童假人评价标准的建立提供借鉴.     

人体胸部侧向碰撞损伤程度的试验研究

本文以利用假人和滑车碰撞试验台所进行的模拟汽车侧向碰撞下人体胸部损伤的试验为基础,分析了车门侧壁与乘员之间不同性质的吸能材料对胸部损伤程度的影响。     

SUV-载人摩托车事故中摩托车驾乘人员的损伤研究

为研究载人摩托车与运动型多功能车(SUV)迎面碰撞时,不同碰撞条件对摩托车驾驶人与乘客的头部损伤的影响,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一起案例,利用Pc-Crash软件建立摩托车、驾驶人、乘客与SUV的碰撞模型,并利用案例中的相关数据验证模型的有效性.在此基础上以摩托车车速、SUV车速、碰撞位置角为试验变量,进行摩托车事故仿真试验.结果表明:摩托车驾乘人员头部HIC值随碰撞速度增大而增加,驾驶人的头部损伤受碰撞速度、碰撞位置角影响远大于乘客,在相同的碰撞条件下驾驶人头部损伤大于乘客.     

基于多软件联合仿真的载货汽车平顺性提升方法研究

针对改善某载货汽车行驶平顺性的问题,对某整车制造企业生产的某型载货汽车进行了研究,提出一种新的方法对该车顺性进行提升.首先,应用ADAMS/Car建立载货汽车的刚柔耦合样机模型;其次,建立ADAMS/Car与Simulink的联合仿真模型;最后,利用MATLAB编写加速度RMS(加权加速度均方根值)程序,并应用Isight/Optimization软件中的多岛遗传算法优化此联合仿真模型.以载货汽车不同车速行驶在随机级路面(C级),驾驶室座椅处加速度RMS值来评价整车平顺性的优劣.结果表明:采用提出的方法设计优化后,驾驶室座椅处X向的加速度RMS值最大降低了12.84％,座椅处Z向的加速度RMS值最大降低了13.08％,座椅处综合加速度RMS值最大降低了11.46％,平顺性能得到了提升.     

“悍马”车防倾翻技术及试验

当任何卡车或"悍马"车在道路行驶或试图在斜坡上或壕沟边缘停车时,均有可能由于规避机动而导致倾翻事故的发生。倾翻事故可能会导致严重或致命的伤害,甚至在一些事故中可能会导致乘员完全从车内被抛甩出去。美国陆军战备/安全中心的统计资料显示,系有座椅安全带的乘员往往在车辆倾翻事故中只受轻微伤而继续留在车内。在减轻倾翻事故伤害的各项安全措施中,美军的一项已经过鉴定的民用转军用技术(COTS)应运而生,它包括装有侧帘的安全气囊和五点式智能座椅安全带,可在美军"悍马"车发生倾     

履带式车辆通过性能仿真及乘员安全分析

根据某款履带式车辆具体的结构参数,通过动力学仿真软件RecurDyn构建多刚体动力学模型。对履带式车辆在越壕沟、攀垂直壁与爬坡路面工况下进行仿真分析。针对车辆行驶时驱动轮转速与路面类型的差异,研究履带式车辆在3种路况下转速与路面对通过性能的影响。基于乘员安全问题,利用MADYMO软件建立履带式车辆驾驶员冲击模型,并对模型在各路况最大冲击加速度作用下进行人体损伤分析。结果表明:该款履带式车辆在3种路面工况下的通过能力良好;在不同转速与路面类型下行驶时,车辆的通过性能有明显差异,且存在一定的规律变化;在最大冲击加速度的作用下,驾驶员人体胸部加速度、头部伤害指数等安全性能指标均在FMVSS相关标准的规定范围之内。     

安全带佩戴视觉检测系统仿真研究

为克服现有的安全带报警系统存在的不足,提出了一种安全带佩戴视觉检测系统并通过MATLAB实现．该系统首先把采集到的彩色图像转化为灰度图像并进行预处理,然后设计了合适的感兴趣窗口（WOI）,用该WOI对灰度图像进行截取,以削减图像数据运算量,同时有效排除了其他区域的干扰,增强了安全带特征．选取合适的全局阈值进行图像分割,计算得到的二值图像中的亮点比率,与设定的亮点比率阈值进行比较,从而判别出安全带是否佩戴规范．再利用MATLABR2012a软件开发了安全带佩戴视觉检测系统软件,实现了对安全带佩戴规范与否的检测．最后,试验选取不同乘员身穿不同衣物,在不同光照环境下进行图像采集与检测试验,总体正确识别率达98．3％．试验结果表明,该检测系统快速有效,具有较强的鲁棒性和实时性．     

混凝土动态损伤与失效模型

在TCK模型的基础上开发了一个用于混凝土或钢筋混凝土碰撞或侵彻的损伤模型。模型分成两部分考虑：拉伸损伤用TCK模型描述,剪切部分则采用RHT模型。模型考虑了应变硬化、压力和J3相关的失效面、软化、拉伸损伤、压缩损伤和应变率效应。利用LS-DYNA程序的用户自定义材料模型开发并实现了模型算法,并用有关混凝土侵彻试验结果对模型参数进行了标定。计算结果表明,采用该模型可以较好地模拟混凝土或钢筋混凝土的碰撞或侵彻过程中开坑、穿孔和弹体穿孔后的孔壁剥离现象,对剩余速度的预测较为准确。     

导弹导引头伸出过程动力系统建模研究

基于气压传动原理，构建了导引头伸出动力系统的数学模型，借助于MSC．ADAMS的二次开发建立了动力系统与伸出机构相互作用的耦合仿真动力学模型，仿真获取了动力系统关键环节的伸出时间以及冲击载荷特性，导引头伸出时间的仿真值与实验结果吻合较好，且最大冲击载荷的仿真结果和理论预估值一致，这表明所建模型合理。仿真结果可为导引头机构与缓冲器的设计提供理论指导。     

基于ADAMS 的某航炮动力学仿真分析

为减小航炮在发射过程中的最大后坐冲击载荷,对某航炮虚拟样机进行建模及仿真分析。在Solidworks 中建立该航炮的3 维模型,基于刚柔耦合动力学理论,借助动力学仿真软件ADAMS 建立该航炮虚拟样机模型,在 此基础上对航炮进行仿真分析。仿真结果表明：航炮缓冲装置结构参数的合理设计能够达到减小后坐冲击载荷的目 的,对航炮其他结构参数的优化设计有一定参考价值。     

月地返回轨道参数的初步分析

对月球探测器的返回轨道进行建模与参数分析.基于双二体假设,在三维空间中建立返回轨道的数学模型;根据模型计算给出初步设计轨道的算例,并以此结果为初值,在已有高精度动力学模型下搜索计算,较快地得到了精确轨道参数;通过两条轨道参数的对比,证明文中初步设计解析方法的正确性;通过对模型进行仿真计算,得到落区位置等因素对近月点机动...     

基于自抗扰的翼身融合客机控制器设计

针对翼身融合布局客机操纵性差、安定裕度小、抗扰动能力弱等问题,采用自抗扰技术进行控制器设计。 根据翼身融合客机的六自由度非线性模型,结合自抗扰控制器(auto disturbance rejection controller,ADRC)原理设计 客机的姿态控制律,并对ADRC 参数进行分析,采用改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对参数进行 整定;建立重心位置变化对于客机状态影响的数学模型,并对重心渐变情况下的客机姿态进行仿真;在客机垂直方 向加入紊流风扰动,观察其过载变化情况,并对客机的乘坐舒适性进行评价。仿真结果表明：采用ADRC 可以有效 控制客机的姿态变化;同时,在面对重心位置变化以及紊流风扰动时,可以稳定地控制飞机,使翼身融合客机对于 重心变化与紊流风干扰具有较强的鲁棒性,保证客机的安全飞行及乘员的乘坐舒适性。     

基于Dynaform的汽车覆盖件拉深成形分析

基于Dynaform软件,对某款乘用车引擎盖内板的拉深成形过程进行了数字模拟仿真;针对引擎盖内板拉深过程中出现的质量问题,探讨了坯料外形以及拉深筋对汽车覆盖件的影响,并对拉深筋相关参数、压边力、冲压速度等对成形性有影响的工艺参数进行了优化,从而对提高冲压件品质有一定指导意义。     

永磁交流位置伺服系统机电耦合特性的分析

针对某集束防空火箭炮交流位置伺服系统,建立了系统机电耦合数学模型,理论分析了转动惯量、齿隙、传动刚度、速度及位置增益、摩擦、不平衡力矩、瞬时扰动等因素对伺服系统的影响,通过各种变量与伺服系统性能关系的仿真研究,获得了耦合因素对伺服系统影响的变化规律及参数选择规律。仿真结果表明,该分析方法可应用于设计和制造响应速度快、跟踪精度高的火箭炮交流伺服系统,同时位置跟踪性能结果也为系统设计及参数优化提供了参考依据。     

空降车着陆缓冲过程结构强度分析方法研究

为了研究空降车着陆缓冲过程中的结构强度,采用有限元方法建立了车体-气囊有限元模型,在两种工况下进行仿真计算,获得最大加速度结果,并将有限元仿真与加速度试验结果对比。仿真结果能准确反映空降车着陆缓冲过程,车体冲击加速度满足着陆缓冲过程的要求。进一步得到了正常着陆工况和恶劣着陆工况下车体的应力分布情况,结果表明,车体最大Von Mises应力小于材料的抗拉强度,车体的结构强度满足设计要求。     

手枪弹撞击戴防弹头盔人体头颈部靶标的钝击效应

防弹头盔虽然能有效防御手枪弹的贯穿性杀伤,但是头盔的瞬态变形仍有可能对人体头部造成严重损伤。为研究头盔致头部钝击伤,采用仿真软件Abaqus用户材料子程序 VUMAT编 写适用于模拟复合材料防弹头盔力学性能的渐进损伤本构模型,基于防弹头盔三维数字图像相关法试验结果验证了仿真模型的准确性;开展9 mm铅芯手枪弹以343 m/s的速度撞击佩戴防弹头盔人体头颈部靶标的数值模拟,获得头盔鼓包高度、颅骨应力、颅内压力和颈椎应力等钝击效应特征量。研究结果表明：头盔未佩戴在人体头部时,顶部弹着点处的瞬态最大鼓包高度可以达到 27.7 mm; 头盔佩戴在人体头部后,由于头部的支撑作用,弹着点处的头盔壳瞬态最大变形量减小为10.73 mm;钝击过程中颅骨上的最大应力达到46.97 MPa,并有单元失效,表明颅骨发生了凹陷性骨折;颅内压力最大值达到208.7 kPa,能够造成大脑等重要器官的中度损伤;各颈椎骨上均有较大应力;各椎间盘中心髓核处应力较大,C₂~C₃椎间盘上的应力最大,达到2.65 MPa。     

灌封材料对侵彻过载下弹载器件的防护分析

为研究在灌封材料缓冲保护下弹载器件对冲击载荷的动态响应,利用LS-DYNA用户材料自定义程序UMAT二次开发平台,编写朱-王-唐（ZWT）非线性黏弹性本构模型的材料子程序,并将ZWT模型应用于弹体内部灌封材料的动态仿真。通过调整ZWT模型的非线性弹性模量、低应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的松弛时间和材料密度,得出不同参数对应下,弹体内部电子器件不同的动力学响应,并分析灌封材料各参数变化对于弹体内部电子器件响应造成的影响。研究结果表明：当非线性弹性模量、低应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的松弛时间和材料密度的数值降低时,灌封材料的减振和防护效果更佳。根据仿真结果提出了针对不同工程需求的材料优化方案。