汽车儿童安全座椅碰撞性能仿真分析

针对欧洲儿童乘员约束系统法规(ECER/4),以某款汽车儿童安全座椅为研究对象,使用非线性有限元动力学分析软件LS-DYNA进行了ECER/4动态试验环境下的碰撞过程仿真分析,得到假人头部加速度、头部损伤值HIC15及胸部加速度。通过与相应法规的比较,初步证明了该款儿童安全座椅的碰撞安全性。     

汽车后排可翻转坐垫在正面高速碰撞中的优化

以某车型为研究对象,建立了后排乘员约束系统的座椅-安全带-假人有限元模型,利用显式动力学软件LSDYNA仿真分析了50km/h正面碰撞中后排女性假人的各伤害指标,实车碰撞试验验证了仿真结果的有效性,在此模型基础上提出坐垫翻转系统,以坐垫翻转角度及起始翻转时刻为优化参数,对50km/h正面碰撞、56km/h与64km/h偏置碰撞等高速碰撞类型中假人的伤害指标进行优化,坐垫翻转系统对不同碰撞形式均可改进乘员伤害指标,并得出各类型碰撞中坐垫翻转参数的最优方案。     

某MPV车型后排约束系统对标和改进设计

为了减少汽车碰撞安全法规C-NCAP中的整车偏置碰撞试验ODB64对后排假人胸部的伤害,通过对第二排女性假人进行受力分析,和座椅泡沫刚度试验、安全带织带的拉伸试验、静态卷收器芯轴织带环绕拉出试验以及整车偏置碰撞试验,完成了仿真和试验的对标分析,并在仿真模型中改进了约束系统的限力装置,使假人的胸部伤害得到了较大改善,提高了该MPV车型后排乘员的安全保护性能。     

儿童乘员约束系统台车碰撞试验设计与研究

为满足GB 27887-2011规定的儿童乘员用约束系统动态性能试验的台车加速度区间要求,提出组合不同长度、壁厚、直径的圆形薄壁吸能管来实现台车碰撞试验波形的方法。采用LS-DYNA软件建立台车和吸能管的有限元模型,并通过该模型获得能复现法规要求的前后碰撞加速度区间的吸能管组合参数,经台车碰撞试验验证其有效性和精确性。对碰撞过程中Q6儿童假人头部和胸部动态响应进行了致伤机理分析,同时基于像素分析法提取了假人头部质心位置的运动轨迹,最后通过分析试验结果,对该新型儿童约束系统提出了改进意见。     

大客车紧急制动乘客约束系统的仿真研究

利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立了包括客车车体、安全带和假人的乘客约束系统正面碰撞模型,求解后得到乘员头部、胸部伤害响应曲线和HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量等损伤值。与实车碰撞试验结果进行对比可知,模型较真实地反映了碰撞试验过程。然后建立了客车紧急制动乘客伤害评价体系,并利用上述模型在近似减速度的假设下,对客车紧急制动工况进行仿真计算,得到了不同形式的安全带及座椅倾角与乘员损伤值的关系。通过仿真分析可知,在紧急制动时,三点式安全带对乘员具有较好的保护效果,同时增大座椅坐垫倾角可以减少乘员损伤值。     

基于MSC.Dytran的假人颈部标定仿真

假人在汽车碰撞安全试验中有着重要的作用,而颈部是其关键的部位.为了保证试验用假人的颈部性能满足试验要求,必须先对其进行标定.介绍了在有限元分析软件MSC.Patran和Dytran环境下,对试验用假人的颈部建立有限元模型进行标定仿真.仿真结果证明了该方法的可行性.     

航空座椅动态冲击仿真方法研究

以航空座椅和仿真假人为研究对象,建立座椅有限元模型和HybridⅡ型假人多刚体系统模型,采用动态大变形非线性有限元分析技术和多刚体动力学方法,模拟了航空座椅和假人在冲击中的响应过程,评估了航空座椅结构的动态冲击性能,并与试验结果进行了对比分析,验证所建立的有限元模型的正确性.这种方法可降低产品研发过程中的试验费用,缩短设计周期,具有很重要的工程意义.     

混Ⅲ假人、GHBMC人体模型以及中国人体模型的正碰损伤差异

基于清华大学汽车碰撞试验室关于中国参数化人体有限元模型的研究,根据中国50百分位人体的参数生成了可用于碰撞仿真的中国50百分位人体模型,通过相同车型同一工况下的碰撞仿真分析,使用损伤响应分析和损伤风险曲线两种不同的评价方式研究了Hybrid Ⅲ假人、GHBMC有限元人体模型以及中国50百分位人体模型损伤响应的差异性。结果表明,相比中国50百分位人体模型,Hybrid Ⅲ 50百分位假人模型的颈部和胸部损伤风险更高,而GHBMC 50百分位人体模型的大腿损伤风险更低,分析结果揭示了两种乘员评价工具在评价基于保护中国人体而设计的乘员约束系统时的差异性和局限性。     

AEB对前碰假人运动姿态影响研究

AEB系统可以在碰撞事故中避免碰撞或者降低碰撞相对速度,但同时也会导致车内乘员偏离正常坐姿,进而降低原有约束系统的保护性能。在对Hybrid III与THUMS两种假人模型的颈部、胸椎及腰椎进行三点弧简化的基础上,搭建驾驶员有限元约束系统模型,分析正面碰撞中,两种假人模型颈部、胸椎及腰椎旋转运动的区别。并进一步研究了AEB作用对于两种假人模型转动姿态的影响。结果表明:AEB作用结束后,假人初始姿态发生变化,相比Hybrid III假人,THUMS假人躯干前倾现象更明显,骨盆有更大的向前滑移量;AEB作用下,两假人颈部与腰椎夹角变化有较大区别。     

客车正面碰撞中座椅小桌板对未系安全带乘员损伤的影响

旨在研究正面碰撞中大客车座椅后置桌板对未约束乘员运动学及损伤的影响。采用有限元和多刚体耦合方法建立台车-假人数值模型,评估桌板状态和材料对乘员造成的运动学及损伤差异。结果表明:碰撞过程中,展开的桌板会限制躯干的向前运动,从而减弱头部与前排座椅靠背的碰撞程度;胸部压缩量随着桌板材料刚度增加而增大。     

基于MADYMO的3岁儿童汽车安全座椅的安全性影响参数研究

儿童汽车安全座椅的安全性至关重要,必须通过相关的标准碰撞测试。基于MADYMO软件的虚拟碰撞技术,可以帮助设计师在产品设计阶段就清晰了解影响座椅主要设计参数对安全性的影响,从而提高设计的成功率。基于MADYMO,分别进行了不同座椅摩擦系数、安全带肩位位置、安全带的刚度以及座椅刚度等情况下的虚拟碰撞,并对测试结果进行了详细的分析。     

基于中国人体特征的正面碰撞假人的开发策略探讨

采用计算机仿真方法探讨了在现有Hybrid Ⅲ假人基础上通过较少的改变来开发符合中国人体特征的假人的可行性。根据比例缩放方法建立了整体符合中国50百分位人体的假人有限元模型。考虑到中美两国人体最大差异在于四肢,且躯干全部缩放后加工难度较大,故建立了以美国人体特征为基础仅缩放假人四肢和调整部分躯干部件的假人模型,同时,改变假人的材料参数得到了另外一个假人模型。对以上三个假人模型进行碰撞仿真,结果表明,改变假人的材料参数对其碰撞响应的影响很小,而缩放假人外形尺寸对其碰撞响应影响较大,且结果显示缩放假人四肢并调整部分躯干部件的假人与缩放全体段假人的动态响应基本吻合。因此,采用部分缩放的方法来开发中国假人是可行的。     

A study on the design of a child seat system with mutipoint restraints to enhance safety

Currently, child seats are widely used as a child restraint system (CRS). The effects of CRS are experimentally investigated according to FMVSS213. In this paper, the dynamic simulation of a child seat is carried out using the LSDYNA software to develop an advanced CRS. A sled test using an existing child seat is first carried out, and the computer simulations using the LS-DYNA software are compared to the sled test to validate the dummy model and computer simulation. After matching the sled test and computer simulation results of a three-point belt-type child seat, a new type of child seat is developed with the computer simulation and optimization. For weight reduction, an optimization sequence is applied to determine the thickness of each part. For the area of stress concentration, reinforced members are added. The comparison between the simulation and the sled test shows good agreement, and the simulation results are proven useful for the further development of an advanced CRS.     

FULL-FRONTAL COLLISION SIMULATIONS AND ANALYSES OF TUBULAR SPACE FRAME BODYWORK FOR SEDAN CAR

Using CAE tools based on nonlinear finite element methods, full-frontal collision dynamic simulation and analysis of a sedan car body with 3D tubular loadbearing frame are tentatively carried out. Time histories of the main collisional parameters are presented, improvements of the frame are partially made according to simulation results. Collisional simulation of the tubular frame alone indicates that, such new type of bodywork for sedan car is of good potentialities to meet the collision safety regulations.     

汽车座椅头枕的冲击性能研究

根据我国头枕安全性能测试的相关法规标准,运用显式有限元理论和LS-Dyna软件构建了某轿车座椅骨架及其头枕的有限元模型,并对头枕进行了后部和前部碰撞的仿真分析.仿真结果表明,前方碰撞对头枕的冲击破坏更大一些,人的颈部损伤也将会更加严重.因此,根据仿真结果,提出了进一步的改进意见,为此类轿车座椅的设计分析提供依据.     

车辆典型薄壁梁碰撞仿真中接触摩擦问题的研究

对车辆碰撞中对碰撞能量吸收起重要作用的典型截面的薄壁梁进行了碰撞性能的有限元仿真，并与试验结果进行了比较，验证了模型的准确性。然后用此有限元模型对碰撞仿真中的接触摩擦问题进行了研究，提出了接触摩擦系数选取的一般性建议。     

碰撞条件下的保险杠系统轻量化研究

前保险杠系统的轻量化可以减小能源消耗,降低成本,但须满足相关碰撞安全标准。在有限元软件HyperMesh中构建前保险杠系统模型,进行低速正面碰撞仿真验证模型的可靠性。定义变量、确定优化目标和约束条件后,创建Kriging代理模型,验证模型正确性。通过NSGA-II算法对代理模型优化求解,选取最优解,并根据仿真结果对最优解进行验证。结果表明:在保证碰撞性能要求的前提下,轻量化效果明显,验证了结构优化的可行性,为后续对保险杠系统的研究设计提供了参考。     

基于Imageware和UG的儿童汽车安全座椅的逆向模型重建

随着我国私人乘用车保有量的持续高速增长,儿童的乘车安全问题越来越引起人们的关注.在如何保证儿童乘车安全的问题上,儿童汽车安全座椅无疑成为人们的首选.主要对具有复杂外形的儿童汽车安全座椅由实物模型到CAD模型建立的整个过程进行了研究,并介绍Imageware软件和UG软件在此过程中的应用,以及整个过程中遇到的问题和解决方法.     

The effect of crash pulse on occupant injury in frontal coach collisions

The purpose of this study is to reveal the effect of different acceleration curves on occupant injury risk in the frontal collision of coaches. Based on characteristics of frontal crash acceleration curves, the influence of characteristic parameters on occupant injury was studied using a two-factor variance analysis method. The finite element-rigid body coupling method was used to establish a coupled simulation for the dummy and the sled and evaluate differences in the effects on occupant injury between the acceleration curves of four different coaches and the acceleration envelope of the ECE R80 standard. Results indicate that the upper limit of the simplified curve has the greatest influence on occupant injury and it displays a positive correlation. The acceleration curve stipulated by ECE R80 is too idealized, which may lead to inadequacies in safety protection capability in vehicle and seat design.