随机模拟方法在汽车安全约束系统性能改进上的应用

讨论了随机模拟方法及其在系统灵敏度分析和稳健性分析中的应用；结合汽车乘员约束系统非线性、多目标的特点，建立了某汽车乘员约束系统多刚体数学模型，利用随机模拟方法，通过对汽车乘员约束系统进行正面碰撞动力学仿真计算，给出了通过改变约束系统设计参数取值提高乘员约束系统总体约束效能稳定性的例子。     

基于正面碰撞安全性的PHEV乘员约束系统的优化和实验

以某款Plug-in混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)的正面碰撞安全性为研究目标,针对设计结构和整车质量的变化可能导致原型车已经匹配好的乘员约束系统无法提供最优保护的情况,基于RBF神经网络算法,对PHEV的正面碰撞乘员约束系统的相关参数进行分析和优化,以降低假人头部、颈部和胸部的伤害值为目标,建立了PHEV的正面碰撞试验乘员约束系统仿真计算模型,通过仿真计算和实车正面碰撞试验,验证了优化后的乘员约束系统具有更好的被动安全性能。     

轿车乘员约束系统的试验验证及参数优化

应用MADYMO模型进行虚拟试验或数值仿真是乘员约束系统开发流程中重要的方式。为得到可靠的计算结果,必需遵循规范的验证流程。详细介绍了MADYMO正面碰撞约束系统的建立和试验验证的流程。基于验证模型,进行了试验设计、参数灵敏度分析、响应面模型分析以及优化设计。优化设计结果使乘员受重伤的概率下降4.2%。在实际的工程应用中,利用MADYMO模拟可有效匹配约束系统的设计参数,达到稳健可靠的乘员保护效果。     

基于正交试验设计的乘员约束系统性能优化

在轿车正面碰撞过程中,乘员容易受到严重伤害,优化乘员约束系统对于乘员的保护极其重要。利用MADYMO软件建立了包含座椅、安全带、仪表板及转向系统在内的某轿车乘员约束系统的分析模型,并通过试验验证了模型的有效性。最后利用验证后的模型对约束系统的参数应用正交试验设计的方法进行优化,实现了对该车正面碰撞过程约束系统的较全面且较可靠的评价。     

基于MADYMO儿童乘员约束系统参数优化仿真研究

对汽车正面碰撞儿童乘员约束系统的参数优化进行仿真研究,运用MADYMO软件建立儿童约束系统仿真模型,并进行参数优化仿真,利用参数灵敏度来分析伤害指标的优化程度,将仿真结果进行对比验证,最终确定最优模型参数组合。该研究为儿童乘员约束系统的优化设计提供参考。     

膝部安全气囊仿真与优化

本文针对正面气囊和安全带等被动安全装置在正面碰撞中对乘员腿部保护效果有限问题,通过计算机仿真探究膝部安全气囊对乘员腿部的保护效果。利用仿真软件MADYMO建立含有和不含有膝部安全气囊的正面碰撞约束系统,并且对这两个约束系统进行碰撞仿真模拟;对含有膝部安全气囊的正面碰撞约束系统进行灵敏度分析、正交试验设计和极差分析,并进一步优化,同时将两个约束系统中假人的伤害指标和时程曲线进行对比。结果表明:膝部安全气囊可以减少正面碰撞时乘员腿部的损伤情况。     

基于正交试验设计的乘员约束系统性能优化

在微型轿车正面碰撞过程中,乘员容易受到严重伤害,优化乘员约束系统对于乘员的保护极其重要。利用MADYMO软件建立了包含座椅、安全带、仪表板及转向系统在内的某微型客车乘员约束系统的分析模型,并通过试验验证了模型的有效性。最后利用验证后的模型对约束系统的参数应用正交试验设计的方法进行优化,实现了对该车正面碰撞过程约束系统的较全面且较可靠的评价。     

基于多工况的汽车碰撞乘员约束系统参数匹配的研究

针对单一工况匹配的安全气囊系统不仅在其他工况下不能保证对乘员的保护效能,而且还极有可能产生更大的伤害。以国产某轿车为例,建立该车的前排乘员侧约束系统的数学仿真模型,针对美国FMVSS208法规所要求的正面刚性固定壁障垂直碰撞的四种工况进行乘员响应的仿真计算,并对该车的约束系统参数进行多工况优化,同时提出了基于多工况的乘员约束系统参数优化方法。所提方法能够使乘员约束系统在不增加配置的基础上,满足更多种工况下的假人伤害值要求。     

汽车正面碰撞乘员侧约束系统优化算法

利用MADYMO软件建立了乘员约束系统的模型,而且该仿真模型在实验中得到验证.利用MADYMO软件对建立好的模型进行求解,再把计算的值导入HYPERVIEW软件王进行分析.模型经过验证后与试验数据相比较符合要求,利用验证后的模型对约束系统的参数应用正交试验设计的方法进行了优化.利用模型验证,剖析了该车型乘员的束系统保护性能特点,并利用ModeFROTIER软件对其进行了参数灵敏度分析,找出了若干影响乘员的敏感参数,之后,利用Mode FROTIER进行优化.     

汽车翻滚模拟台架设计与分析

汽车翻滚及车内乘员响应越来越成为汽车碰撞安全研究中重要关注点。为更好地分析翻滚过程中乘员及约束系统的动态响应,采用UG,Hypergraph,MATLAB等软件设计了模拟试验工况的汽车翻滚模拟台架,并与翻滚试验数据进行了对标。论文对主要构件进行了理论计算和强度分析,然后给出了电机控制策略,并利用Simulink对翻滚模拟台架进行仿真分析。仿真结果显示该机构设计合理,相关参数达到了试验的基本要求。相关研究结果为实际翻滚台架的设计与研究提供了参考。     

汽车正面碰撞乘员约束系统的安全性分析

根据正面碰撞乘员约束系统的结构,简要地介绍了某车型中乘员约束系统各部件的模型的建立。并对建立好的模型进行了仿真分析,假人的伤害情况结果表明,该车型的乘员约束系统对乘员起到了很好的保护作用。     

Design and optimization for the occupant restraint system of vehicle based on a single freedom model

Throughout the vehicle crash event, the interactions between vehicle, occupant, restraint system (VOR) are complicated and highly non-linear. CAE and physical tests are the most widely used in vehicle passive safety development, but they can only be done with the detailed 3D model or physical samples. Often some design errors and imperfections are difficult to correct at that time, and a large amount of time will be needed. A restraint system concept design approach which based on single-degree-of-freedom occupant-vehicle model (SDOF) is proposed in this paper. The interactions between the restraint system parameters and the occupant responses in a crash are studied from the view of mechanics and energy. The discrete input and the iterative algorithm method are applied to the SDOF model to get the occupant responses quickly for arbitrary excitations (impact pulse) by MATLAB. By studying the relationships between the ridedown efficiency, the restraint stiffness, and the occupant response, the design principle of the restraint stiffness aiming to reduce occupant injury level during conceptual design is represented. Higher ridedown efficiency means more occupant energy absorbed by the vehicle, but the research result shows that higher ridedown efficiency does not mean lower occupant injury level. A proper restraint system design principle depends on two aspects. On one hand,the restraint system should lead to as high ridedown efficiency as possible, and at the same time, the restraint system should maximize use of the survival space to reduce the occupant deceleration level. As an example, an optimization of a passenger vehicle restraint system is designed by the concept design method above, and the final results are validated by MADYMO, which is the most widely used software in restraint system design, and the sled test. Consequently, a guideline and method for the occupant restraint system concept design is established in this paper.     

基于乘员损伤的汽车正面碰撞减速度波形优化

以车身减速度为研究对象,以乘员损伤指标为目标,对减速度波形进行简化并对其进行优化,为车身改进提供方向,实现车身耐撞性的正向设计。针对某款微型客车,在该车100%正面碰撞试验的基础上,利用乘员损伤分析软件建立了该车的正面碰撞乘员约束系统模型并对模型进行了验证。对该车的减速度波形进行了简化,以约束系统模型为基础,对简化减速度波形进行优化。针对特定的乘员损伤指标,优化得到了最优的车身减速度波形。为了提高计算效率,通过实验设计构建了乘员约束系统的Kriging近似模型的代替仿真模型。结果表明：该方法能更为合理地利用车身前部的压溃空间,为车身修改提供改进方向及目标,有利于车身安全性的正向设计,具有较强的工程实用性。     

基于正面碰撞仿真的轿车关重零件分析及改进

建立了某轿车整车及乘员和约束系统的有限元模型,进行100%正面碰撞的数值仿真,通过仿真与试验的加速度曲线对比,验证了有限元模型的有效性.针对车体耐撞性能的不足,通过正交试验构造零件厚度对车体吸能的线性响应面,得到对能量吸收影响显著的关重零件.对关重零件中的前纵梁和前悬挂推力杆采取局部加强和改变形状的改进措施,使传力路线连续.通过整车数值仿真对比,改进方案使关重零件吸能增加,假人头部伤害值降低,说明其车体耐撞性能得到了改善.     

鲁棒性概率优化在乘员约束系统设计中的应用

利用MADYMO软件建立了国内某微型车正面碰撞数学模型,并在对模型进行试验验证的基础上结合试验设计、响应面方法和鲁棒性概率优化设计对乘员侧约束系统进行优化,优化的参数主要有安全带刚度、安全带上挂点位置、限力器撕裂力和撕裂增加长度等。采用该方法引入鲁棒性概率优化设计后能减少和控制目标函数响应的波动,降低在设计点上的敏感性,提高产品的质量。结果表明,所采用的方法既实现了对设计目标的优化,又提高了设计变量的可靠性和目标函数的鲁棒性,对工程应用具有较大指导意义。     

可逆约束系统参数匹配优化研究

针对可逆约束系统中可逆预紧式安全带与安全气囊优化匹配的问题,建立某车型驾驶员侧约束系统仿真模型,分别对碰撞前自动紧急制动作用下乘员动态响应,以及碰撞中乘员损伤指标进行验证分析。将试验设计,Kriging代理模型以及第二代多目标遗传算法相结合,以可逆约束系统6个关键参数为输入变量,以乘员头、胸、颈、大腿的损伤值为优化目标,开展多目标优化研究,并利用加权损伤指标(Weighted injury criteria,WIC)评价最优匹配方案。结果表明:与优化前相比较,优化后的约束系统能够有效降低乘员损伤值。当碰撞初速度为56 km/h时,最优匹配方案使胸部、颈部、大腿损伤值分别降低6.61%、28.99%、16.12%,WIC值降低4.99%,头部损伤值基本没有变化;将碰撞初速度增大至64 km/h后,最优匹配方案表现出更好的保护效果,乘员头部、胸部、颈部、大腿损伤值分别降低26.19%、33.21%、20.49%、6.11%,WIC值降低28.01%。     

UN R129侧碰数值模拟的3岁儿童损伤风险研究

根据联合国欧洲经济委员会制定的UN R129法规儿童约束系统（CRS）台车侧面碰撞条件,提出了2种台车侧面碰撞仿真试验方法,并验证了其可行性。基于该试验方法,采用Q3儿童假人,建立3种不同CRS（五点式-成人安全带固定（三点式CRS）,五点式-ISOFIX固定,前护板型-成人安全带固定）的侧面碰撞数值分析模型。分析了儿童乘员的运动学响应和头、颈部及胸部的损伤物理参数。结果显示：儿童乘员在不同类型的CRS中的运动学响应不同。ISOFIX固定条件下儿童头部损伤风险较大,除三点式CRS约束条件下的儿童乘员损伤物理参数接近耐受极限值外,其他2种工况下的儿童乘员的胸部合成加速度（3ms）和上颈部弯矩值均超过儿童乘员耐受极限值,可见在侧面碰撞中儿童乘员的胸部和颈部损伤风险较大。