均分区域法标记试验区域的行人保护试验研究

现阶段我国仍属于人、车混合的交通状况,车辆碰撞事故频繁发生。在车辆与行人碰撞事故中,行人属于弱势群体,加上现阶段车辆缺乏对行人保护的措施,行人伤亡严重。在汽车行人碰撞事故中,行人头部受重伤是造成行人死亡的主要因素;行人腿部受伤是造成行人受重伤的主要因素。基于两款车辆以均分区域法标记试验区域的行人保护头型碰撞测试数据,对其进行分析研究。得到在车辆前期设计时,将吸能空间留得足够大,可减小头型碰撞的伤害值,从而减小对行人的伤害。将理论分析与试验数据相结合,找到影响头型碰撞发动机罩伤害值大小的主要原因为发动机罩距离机舱内部的距离,通过前期造型设计使得发动机罩距离发动机舱内部部件距离足够大,来减小头型碰撞发动机罩的伤害值。     

基于有限元法的商用车后部防护装置碰撞安全设计

建立了商用车后部防护装置的有限元模型，依据国家相关法规进行了原方案的静力和碰撞仿真分析，结果表明：最大水平侵入量不能满足法规要求，通过力学理论建立近似等效模型验证了有限元模型的准确性。文中提出了一种能量衰减式改进后部防护装置，有限元计算结果表明：各项性能能够满足法规要求。在此基础上，采用正交试验设计建立改进方案的近似模型，借鉴遗传算法技术进行多目标优化，达到了减重的目的。最后，以优化后的防护装置为研究对象，建立了轿车-商用车追尾碰撞模型。根据IIHS追尾试验标准进行不同偏置率和不同角度下的碰撞仿真计算，结果表明：该防护装置在严苛工况下能够防止轿车钻入，减少了对轿车乘员的伤害。     

行人头部碰撞仿真及优化

人一车碰撞事故中行人的头部同汽车的碰撞往往是造成致命性伤害的关键因素,利用DYNA软件能较好地实现对碰撞过程的仿真,仿真精度能够满足要求并且再现性好。文中介绍了某款车型对头部碰撞的仿真,并对头部的伤害值进行评估,着重分析了造成致命伤害的主要原因,为新车的行人碰撞保护的研究和设计开发作参考。     

汽车追尾碰撞主动头枕数学模型的建立与分析

追尾碰撞事故易导致前车乘员的挥鞭伤,从而造成一定的社会经济损失。根据生物力学的研究成果,在追尾碰撞发生时,适度减小头枕与头部的水平距离可以降低挥鞭伤的程度。为弥补传统纯机械主动头枕响应滞后的不足,采用机电结合的方法,根据感知系统提供的信息,判断行驶安全性,并提前启动主动式头枕,从而保护乘员。根据主动头枕的控制策略,提出头枕控制的算法流程,并建立了追尾碰撞的数学模型,得出前后车不同行驶状态下的最小安全距离表达式,分析了模型中关键参数的随机性与动态性;借助安全裕度开关指标实施控制操作,并以算例进行验证。     

数据统计在汽车安全性设计中的应用

在汽车交通事故中,侧面碰撞更容易对乘员造成人身伤害。通过统计国内部分A00级、A0级和A级乘用车的车宽、前排车内肩部宽度、C-NCAP侧面碰撞得分和C-NCAP碰撞星级,得出车宽、前排车内肩部宽度与侧面碰撞得分的关系,为汽车设计过程中对侧面安全性的要求提供数据参考。     

防止转向机构对驾驶员伤害的试验标准及方法研究

随着中国汽车工业的不断进步，汽车的安全、节能和环保日益成为当今社会汽车发展的三大问题。特别是安全方面，随着汽车保有量与日俱增，交通事故发生率也在增长。以2005年公安部数据统计，当年全国死于交通事故的人数超过9万人，造成直接经济损失接近19亿元。而在汽车碰撞事故中，转向机构是造成驾驶员伤害的主要部件。它是在正面碰撞中造成乘员头部、胸部、颈部伤害的主要原因。     

基于加速度波形优化的行人头部保护设计

人车碰撞过程中头部保护是国内外研究的一个重点,在HIC值相同的情况下头部加速度曲线可能千差万别,从而导致碰撞深度也有差异,因此,通过合理的车身结构设计来控制加速度曲线,可以保证在相同的碰撞深度下使头部伤害程度降低到最小。首先分析了几种常见的加速度近似波形的不同特性,并找出最优化的加速度曲线,然后借助有限元软件的仿真分析,通过对头部碰撞区域内的结构进行改进,实现对头部加速度的优化,从而降低头部的伤害程度。     

汽车后防撞梁安全性能分析及优化

以某三厢轿车为对象,建立了其含假人的碰撞有限元模型,通过100%正面碰撞试验验证了模型的有效性。根据GB 20072—2006和实际生活中的追尾情况,建立了汽车-壁障和汽车-汽车两种追尾碰撞模型,对每种模型分别进行安装和未安装后防撞梁两种情况下的碰撞进行仿真分析。结果表明,未安装后防撞梁时,汽车后部结构变形大幅增加,后排乘员损伤增加,且汽车-汽车形式的追尾碰撞比汽车-壁障追尾碰撞更为严重。采用移动最小二乘响应面法建立预测模型,结合自适应响应面法对汽车后防撞梁的厚度进行优化匹配,有望实现后防撞梁的轻量化和改善后排乘员的损伤情况。     

基于虚拟试验场技术的汽车侧面碰撞仿真分析

以显式动态有限元理论为基础,基于虚拟试验场(VPG)技术,对汽车侧面碰撞进行计算机仿真研究.在VPG环境下,对整车CAD模型划分了单元网格,定义了单元类型和材料参数,创建了焊点、接触和约束.参照ECE R95安全法规,加载移动壁障车模型,并设置碰撞初始条件.调用显示动态有限元软件LS-DYNA对仿真模型进行计算求解,得到汽车碰撞过程中应力分布和车身变形云图,以及碰撞能量和加速度曲线.通过仿真可预测出汽车碰撞的安全性能,从而为汽车质量的评价提供了依据.     

货车后部吸能装置的设计及全宽碰撞仿真

根据载货汽车后部不具有阻挡和缓冲吸能等缺点,现设计一种车载式可拆装货车后下部防钻撞保护装置。该装置具有机械剪切型的吸能方式,主要用于高速公路上货车被迫停驶时,防止后部车辆(尤其是轿车)发生追尾钻撞事故。利用PRO/E和ANSYS/LS-DYNA软件对其进行了实体建模和仿真。仿真结果表明:该吸能装置可以分解一次性碰撞的巨大能量,逐渐减小碰撞力并吸收其能量,避免轿车追尾钻入货车下部。并在此基础上,针对全宽碰撞仿真计算结果及薄壁构件吸能特性,提出了一些改进措施。     

轿车保险杠泡沫密度对行人腿部保护研究

近年来,随着我国汽车行业的迅猛发展,交通事故中行人的死亡率逐年增加,行人保护研究作为汽车安全的新兴领域已经引起了广泛关注,为减少在交通事故中对行人的伤害,基于有限元方法,分别建立汽车前部结构以及小腿冲击器的有限元模型,并采用LS-DYNA软件模拟人车碰撞过程,选取不同的泡沫密度进行仿真模拟,并且与试验进行对比。结果表明,降低保险杠泡沫密度后,汽车前部结构对行人的伤害明显降低,该结论可为汽车前部保险杠的设计提供参考。     

汽车-护栏系统的碰撞特性

针对高速公路上轿车碰撞路侧护栏的交通事故形态的特征,建立"含乘员约束系统的汽车-护栏-道路"系统有限元模型,采用显式动力学有限元方法,对汽车撞击双波护栏过程进行数值模拟,并通过实车碰撞护栏试验加以验证。分析了影响系统碰撞特性的因素、系统能量吸收耗散规律、双波梁护栏等主要部件的吸能效果和乘员运动轨迹,对乘驾安全性进行了评价。     

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。     

行人腿部保护汽车前部结构优化

为减少人车碰撞事故中对行人的伤害,采用LS-DYNA软件模拟人车碰撞过程,分别模拟了刚性腿型和柔性腿型的碰撞情况,得到行人小腿的伤害规律。同时,针对柔性腿型的分析结果,对汽车前部结构从三个方面进行优化:改进泡沫刚度,行人腿部总得分值提高了10.01%;改变小腿支撑,行人腿部总得分值提高了10.37%;改进保险杠横梁,行人腿部总得分值提高了17.63%。通过改进汽车的前部结构,柔性小腿的碰撞性能得到了优化,为行人保护方面的汽车前部结构设计提供了参考。     

微型纯电动汽车后部碰撞电安全分析与设计

以某微型纯电动汽车为研究对象,分析其高压电气系统的结构特点,对高压线束进行细化建模,建立了含高压电气系统部件的整车有限元分析模型,选取后部追尾和柱撞两种碰撞工况进行仿真。结果表明,纯电动汽车在后部碰撞工况下高压线束受到破坏以及高压电部件存在安装支架强度不足的问题。进行改进设计后根据碰撞时高压电气系统的损伤情况,确立了纯电动汽车碰撞断电保护控制条件,制定了高压电安全防护控制策略,确保整车的高压电安全。     

汽车智能化防追尾碰撞系统的研究

汽车追尾事故在整个交通事故中占很大的比例。从汽车智能化防追尾碰撞系统的具体组成、常见类型以及智能化防追尾碰撞系统的设计等方面进行阐述。     

轿车完全重叠追尾货车碰撞相容性研究

在交通事故中,追尾事故占了很大比例,尤其是物流业高速发展的今天,轿车追尾货车的事故逐渐增多。这类事故轿车乘员有较高的死亡率,主要是由于车辆之间不同的碰撞相容性造成的。基于碰撞相容性因素,提出将轿车前壁挡板侵入量作为衡量指标之一,应用Hypermesh仿真模拟软件做前处理、LS-DYNA求解器求解计算结果、Hyper View做后处理和数据分析,探讨了碰撞相容性在完全重叠追尾碰撞中所起的重要作用。     

真实事故中通过制动控制降低人地碰撞损伤的潜在效益及时空约束

为研究制动控制在降低人地碰撞损伤方面的潜在效益及其时空约束,首先从前期积累的事故数据库中筛选出139例真实的人车碰撞事故,利用PC-Crash对所有事故进行再现,再通过控制车辆制动以降低人地碰撞损伤,最后采集人体各部位损伤、头车与头地碰撞位置及制动控制过程中的时空约束等信息。分析结果显示,在真实事故中人车首次接触后车辆完全制动与否不会对人体损伤造成显著影响;通过制动控制能够显著降低头、臀与地面碰撞所致损伤,并能降低头车、头地碰撞位置的重合率,且不会加重车辆所致损伤;但要求车辆在较短时间内做出判断以正确控制车辆,且8.4%的案例在现实中未有足够空间让车辆实施制动控制。     

正面碰撞中乘员小腿伤害的优化分析

针对某车型正面碰撞滑车试验过程中假人小腿失分问题,基于多次滑车匹配试验数据进行了研究,分析了正面碰撞中假人小腿伤害机理和汽车实际碰撞中假人小腿伤害超标问题。根据试验数据建立了有限元分析模型并对基础滑车试验进行了仿真对标,验证了模型有效性。结合试验数据及仿真结果分析了假人小腿失分原因,并对歇脚板区域进行了结构优化以改进小腿得分,最后通过滑车试验验证了方案可行性。研究结果表明,依据滑车试验数据所建立有限元仿真分析模型可预测假人运动姿态及伤害值;通过优化脚部缓冲垫的结构与材料强度,提高缓冲垫的吸能效果来减小小腿伤害,可达到结构优化目的,从而为改进小腿得分、提高车辆碰撞星级提供了参考。     

RBF近似模型在汽车碰撞变复杂度建模中的应用

针对汽车正面碰撞过程中考虑到车身后部部件结构几乎不发生明显变形的特点,采用最优拉丁超立方试验设计,利用较少的样本点数据在简化模型和高精度模型中建立一个差值补偿近似模型,在此模型和简化模型基础上构造新的样本点数据,利用RBF近似模型建立新的近似模型。利用该方法对以汽车前部7个主要吸能部件的板厚作为设计变量,以整车质量和整车碰撞加速度峰值aB作为优化目标函数的汽车100%正面碰撞的多目标优化问题进行仿真研究,结果表明该方法在保证模型精度的同时能够快速地得到优化值。