汽车前部结构对骑自行车人颅脑损伤防护特性的影响

以深入的事故调查为基础建立汽车—骑自行车人碰撞分析模型,提出可降低颅脑损伤风险的汽车前部结构改进措施。针对真实的汽车与自行车碰撞事故,采用多体动力学软件MADYMO进行事故重建,评估仿真模型及方法的有效性。通过定义轿车、SUV、MPV三种常用车型前部结构参数(包含保险杠高度、保险杠伸出长度、发动机罩前缘高度、发动机罩长度、发动机罩角度和挡风玻璃角度),分析汽车行驶速度以及前部结构对于骑自行车人颅脑损伤的影响,并讨论骑自行车人颅脑损伤防护的可行措施。仿真结果表明:汽车碰撞速度、发动机罩前缘高度和保险杠高度对骑自行车人颅脑损伤有显著影响;尤其对于轿车,适当地降低其发动机罩前缘及保险杠高度可以有效地降低骑自行车人颅脑损伤的风险。     

弹起式发动机罩的行人保护性能研究

行人保护是汽车主被动安全的重要内容。根据国标的行人保护试验规程和要求,建立了行人保护头型冲击器及弹起式发动机罩系统的有限元模型。对发动机罩面积进行划分,选取HIC值较大的位置作为碰撞点,通过仿真头部冲击器与发动机罩的碰撞过程,分析不同碰撞点的头部加速度时间历程,研究了弹起式发动机罩的行人保护性能。并搭建了用于发动机罩行人保护性能测试的跌落试验平台,实验验证了弹起式发动机罩的行人保护性能,证明了有限元模型的有效性。     

基于行人头部碰撞保护的发动机罩铰链结构设计

针对某款轿车发动机罩铰链区域行人头部碰撞性能不能满足GB/T 24550—2009的要求,建立了车辆与行人头部碰撞分析模型,用试验进行了验证分析,对存在问题的原因进行了分析,并对发动机罩铰链的结构进行了改进,分析结果表明,采用改进后的发动机罩铰链,可有效降低发动机罩铰链区域的头碰HIC值,可以满足法规要求。     

基于RADIOSS的复合材料发动机罩行人保护研究

为研究复合材料发动机罩对行人头部的保护性能,以某车型发动机罩为例,建立了行人头部撞击复合材料发动机罩的有限元模型.利用RADIOSS求解器开展头碰分析,并将各头碰撞击点的加速度-时间曲线和HIC值与铝质机罩结构进行对比.对比结果表明:使用复合材料的发动机罩理论上能够满足行人保护需求,同时整体质量相比铝质发动机罩会更轻,...     

铝合金抗凹支架行人保护性能研究

抗凹支架是发动机罩锁扣区域行人头部碰撞的重要吸能部件,对铝合金抗凹支架结构的行人保护性能进行了研究。建立有限元分析模型并对碰撞过程进行仿真模拟,结果表明抗凹支架区域头部伤害值较大,碰撞初始头部加速度偏低,后期头部触底。利用简化模型对头部受力进行分析,通过调整材料密度进行仿真,研究随动质量抵抗力对头部加速度的影响。结合分析提出有利于行人保护的连续式抗凹支架形式。     

基于车辆-行人碰撞颅脑伤防护的参数研究

研究了汽车行驶速度及前部结构各设计参数对行人颅脑损伤的影响，讨论了颅脑损伤防护的可行性措施。运用多刚体动力学软件Madymo建立了基于不同车型参数的汽车前部结构数学模型以及行人人体数学模型，进行了车辆-行人碰撞的计算机仿真，并对仿真结果进行了分析研究。研究表明，汽车行驶速度、发动机盖盖沿高度以及发动机盖和挡风玻璃的刚度等参数对行人颅脑损伤影响显著。     

轿车发动机罩行人保护技术分析及应用

对国产某新型三厢紧凑型轿车的发动机罩进行合理改进设计后,对其进行《欧洲议会及理事会指令2003/102/EC European New Car Assessment Programme——关于在与机动车辆发生碰撞前和发生碰撞时对行人和其它易受伤害的道路使用者的保护》要求的有限元技术分析。结果表明:该发动机罩能够满足行人保护法规要求,且达到了EuroNCAP三星评价。     

基于行人下腿部与汽车保险杠的碰撞研究及优化设计

交通事故中当汽车与行人发生碰撞时,下腿部易受到骨折甚至更严重的伤害.所以行人保护受到越来越多的关注.各大汽车厂商和研究机构也在自身的产品开发中考虑对行人保护的改善.介绍了行人保护法规内容要求和实验要求,并采用仿真方法,建立了行人下腿部撞击器与保险杠碰撞的有限元模型,分析了腿部与保险杠的撞击响应,得到了行人腿部与保险杠相撞时的加速度、弯曲角度、剪切位移等参数,并通过调整保险杠的造型以及保险杠发泡和蒙皮刚度改善车辆前部对下腿部的影响,从而改进对行人腿部碰撞的伤害.     

基于Kriging模型的发动机罩多目标优化设计

为提高轿车CNCAP行人保护性能,应用拓扑优化方法对某款轿车的发动机罩内板进行结构改进,以达到降低行人头部损伤值的目的。先以发动机罩内板、外板、加强板及铰链的壁厚为设计变量,采用最优拉丁方法生成样本数据,通过仿真分析,构建了关于发动机罩质量、头部损伤值及模态的Kriging近似模型;然后利用NSGA-Ⅱ（非劣分层遗传算法）多目标进化算法寻优求解。结果表明：改进后的发动机罩不仅安全性和防振性得到改善,而且质量减小,模态值提高,实现了安全、防振及轻量化的设计目标。     

复合填充芯材的优化设计及其应用研究

为进一步提高汽车发动机罩填充芯材的缓冲吸能性能,将轻质、缓冲性能佳的EPP泡沫填充到铝蜂窝芯材中,采用代理模型和多目标优化算法求解获得填充芯材的参数优化解,最终的优化参数为铝蜂窝胞元边长3mm、蜂窝壁厚0.06mm、EPP泡沫密度40kg/m3,并开展了低速冲击试验验证优化结果的可靠性。将优化后的填充芯材应用于汽车发动机罩中,研究其对汽车行人保护性能的影响及其轻量化效果,研究结果显示,新发动机罩的行人头部损伤值降低了(13.5～51.8)%,加速度峰值降低了(9.4～39.2)%,所有碰撞点均没有发生二次碰撞,并且在不降低发动机罩机械性能的前提下,新发动机罩比原发动机罩减轻了23.8%,表明芯材填充对提高汽车发动机罩的行人保护性能及轻量化效果明显。     

汽车前部与行人下肢的冲击实验评价方法研究

利用MADYMO软件数据库中的下肢冲击器模型进行了汽车碰撞计算机仿真，并利用一个生物逼真度较好的行人模型进行了汽车与行人碰撞计算机仿真。将仿真结果除以相应的技术要求值得到各自的风险系数。依照风险系数的综合评价，可对不同汽车前部结构对行人下肢的碰撞性能进行排序。排序结果表明，由下肢冲击器实验仿真得到的结果和由汽车与行人碰撞仿真得到的结果基本相符。将EEVC制订的下肢冲击器实验评价方法得到的实验结果按损伤风险系数进行排序的方法，可用来进行汽车前部结构对行人下肢碰撞安全性能好坏的评价，但下肢冲击器实验依然存在一些不足需要进行政进．     

多锥型铝合金发动机罩盖的结构设计

针对轻量化设计中铝制梁式发动机罩盖在发动机盖到发动机舱之间的硬点距离小于75mm时,不能满足碰撞时行人安全保护的问题,设计开发了多锥形结构的铝合金发动机罩盖。运用非线性有限元法,在ANSYS中分别建立了行人头块、发动机罩盖内板和外板的有限元模型。对多锥型铝制发动机盖的性能进行了人-车碰撞仿真分析,结果表明:新设计的多锥型铝制发动机盖可以在发动机罩盖到发动机舱之间的硬点距离不小于62mm的情况下,可以满足行人碰撞安全保护,提高了人-车正面碰撞时汽车的被动安全性。     

基于行人保护的波纹式铝制发动机罩盖的结构设计

针对钢制发动机罩盖不能满足行人碰撞保护法规要求的问题,对钢制发动机罩盖进行了材料替换和结构设计.在ANSYS中建立了头块和发动机罩盖的有限元模型,通过有限元仿真分析结果与试验结果的对比,证明了有限元建模的可靠性.对新设计的波纹式铝制发动机罩盖和原来的梁式钢制发动机罩盖进行了有限元仿真分析与对比.研究结果表明,新设计的波纹式铝制发动机罩盖可以有效地减小人-车碰撞过程中行人头部伤害值,满足行人碰撞头部保护标准.     

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。     

汽车行人保护小腿碰撞的概念分析与优化

行人保护概念分析与优化是新车行人保护设计非常关键的一个环节。为了评估车身前端外造型和变形空间对行人小腿碰撞的影响,在新车开发的造型和总布置阶段,根据车身前端外表面和截面信息建立MADYMO小腿多刚体模型,然后利用HyperStudy对车身前端的刚度曲线进行优化,以行人保护全球技术法规为约束条件,最小化发动机罩前沿、保险杠区域和扰流板支撑结构的可变形空间。优化结果表明,保险杠区域需要有足够的变形空间,而且扰流板支撑结构也需要足够的强度。基于优化后的刚度曲线,车身前端结构设计更加符合行人保护的要求。     

轿车正面碰撞有限元仿真研究

在碰撞仿真理论的指导下,根据国家C-NCAP的规定,以某型号轿车为研究对象,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立整车正面碰撞有限元模型,对整车正面碰撞进行仿真分析。通过对整车以及前部钣金部件和前门框变形和加速度时间历程曲线的研究,评价整车的安全性,结合有关文献的研究,分析正面碰撞建模方法的正确性。     

面向年龄和车辆前部差异的行人下肢交通损伤

行人的交通损伤多发生在下肢且损伤程度与车辆前部外形相关。为揭示车辆前端结构造成行人下肢损伤的差异成因并确定此类损伤的机理,根据中国人体特征和骨骼材料特性建立了不同年龄的下肢模型,并结合车辆前部结构特征模拟了正面碰撞,分析了年龄、车辆前部结构与下肢损伤的定量关系。结果表明,年龄差异会造成显著的关节损伤差异;汽车前围结构影响行人下肢损伤的部位,且较小的离地间隙和较宽的前围造成的下肢损伤较小。     

基于有限元法的发动机罩模态分析研究

建立了某轿车发动机罩有限元模型,对其进行了模态分析计算,得到发动机罩的固有频率和振型。运用HYPERMESH与NASTRAN软件对发动机罩进行了模态分析计算,得出发动机罩的低阶模态特性。总结优化发动机罩模态特性的方法,以解决发动机怠速时发动机罩的振动问题。     

基于有限元分析的发动机罩拓扑优化设计

建立了某轿车发动机罩有限元模型,对其进行了模态分析计算,得到发动机罩的固有频率和振型.在此基础上建立了基于变密度法的拓扑优化设计数学模型,运用HYPERMESH软件对发动机罩进行了拓扑优化设计,研究了发动机罩最优的加强筋布局形式,使得结构的低阶模态频率提高2HZ,提高了发动机罩的动态刚度,解决了发动机怠速时发动机罩的振动问题.     

基于C-NCAP正面碰撞发动机罩板的结构仿真分析

针对正面碰撞中发动机罩板结构进行仿真分析。发动机罩板是汽车正面碰撞中关键吸能部件之一,其变形吸能效果对碰撞车体侵入、保证车室完整保护乘员安全有重要影响。文中对3种不同结构的发动机罩板内板进行对比分析,通过ANSA软件对几何模型进行前处理,搭建碰撞有限元模型并计算分析。综合其变形及吸能效果及对其他部件影响等因素得出结论,结构A是其中的最优选择。