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。     

含乘员约束系统的轿车正面碰撞计算机模拟计算

以某车型轿车为对象建立了整车有限元模型,在此基础上集成了包括假人和安全带的乘员约束系统有限元模型.按国家标准<正面碰撞乘员保护的设计规则>规定的试验条件,对整个集成系统进行了正面碰撞的数值模拟和分析,求解出了整车的位移、速度、加速度、能量及人体模型的伤害值,实现了对该车正面碰撞过程及碰撞性能的较全面且较可靠的评价.     

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.     

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。     

汽车座椅坐垫倾角对正面碰撞乘员保护影响分析

提出在汽车乘员约束系统中增设座椅坐垫倾角调节机构,在汽车正面碰撞前或正面碰撞中增大座椅坐垫与车身地板的夹角,利用座椅坐垫在乘员的重心前方形成有效约束,从而减轻乘员伤害的设想。为此,以某型轿车驾驶区相关尺寸参数和性能参数为依据,采用MADYMO分析软件建立汽车正面碰撞仿真分析模型,并经试验验证。采用不同座椅坐垫倾角进行仿真分析,结果表明,当采用25座椅坐垫倾角时头部损伤下降21.4%,胸部损伤下降16.6%,而髋部损伤仅仅增加8.2%,腿部损伤依然较低。因此,在汽车乘员约束系统中增设座椅坐垫倾角调节机构能够有效地减少乘员的伤害。     

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Kriging近似模型的汽车乘员约束系统稳健性设计

在汽车乘员约束系统的设计过程中,其设计变量具有一定的不确定性.传统的优化设计由于忽略了不确定因素的影响,当设计变量产生波动时,往往会导致目标超出约束边界或目标函数对设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效.针对某款微型客车,通过乘员损伤分析软件建立该车的正面碰撞乘员约束系统仿真模型并对模型进行验证.基于该模型将试验设计、Kriging近似模型和蒙特卡罗模拟技术相结合,构造基于产品质量工程的6σ稳健性优化设计方法,实现对设计目标的优化并提高了设计变量的可靠性和目标函数的稳健性.工程算例表明,该方法在乘员约束系统设计方面具有较强的工程实用性.     

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。     

正面碰撞乘员侧约束系统模型的建立与验证

利用世界上最先进的碰撞受害者模拟软件MADYMO建立正面碰撞模型(乘员侧).模型的响应与加速度滑台试验的结果基本一致,包括大腿力,腰带力,肩带力,颈部力(Fx,Fz),颈部弯矩(My),胸部位移,以及髋部,胸部,头部的加速度的响应.成功的为某款车型匹配了乘员侧气囊,大大的降低了假人身上的伤害值.     

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。     

翻车保护结构安全性能动态试验的数值仿真

为完善有限元方法在翻车保护结构(ROPS)静/动态强度仿真试验中的应用,同时能在设计阶段充分考察ROPS的安全性能,使之顺利通过相关法规的检测,以某型号拖拉机ROPS为研究对象,根据OECD标准Code-3中关于对ROPS强度试验的要求,对模型进行合理的简化,首次提出利用有限元软件ABAQUS/Explicit对ROPS后撞试验过程进行仿真.结果显示ROPS的部分区域已经发生塑性变形,最大变形发生在撞击点处,但没有侵入安全容身区,符合标准的验收条件.各部分的应力分布与实际后翻事故中拖拉机受到冲击载荷作用的受力状况较为吻合,可以作为结构改进的依据.提出的仿真方法能有效地模拟撞击试验的动态过程,可为类似工程结构的动态仿真分析提供一定的参考.     

基于敏感性分析和代理模型的汽车乘员约束系统优化

为了获得汽车乘员约束系统理论最优解,针对优化中设计参数多且变化范围大使得设计工作量大且难的问题,采用敏感性分析的结果,提出了代理模型设计域更新的优化方法。通过优化的拉丁方在设计域中抽取少量样本点构造Kriging代理模型,计算得到初始的最优解,再通过敏感性分析的结果快速确定下一轮迭代设计域,从而在优化过程中不断构建代理模型,设计域不断更新,直到优化结果满足收敛条件。通过4次迭代使得乘员综合损伤值WIC相比初始设计值降低了13.83%,优化效果明显。     

应用CPM法模拟折叠气囊

针对新近开发的粒子法(Corpuscular particle method,CPM)进行模拟折叠气囊静态以及动态展开的应用研究,并建立乘员安全分析有限元模型分析实车正碰情况下安全气囊和安全带对乘员的影响。基于CPM法与控制体积法(Control volume,CV)模拟折叠气囊静态展开试验,对比结果表明CPM法能有效模拟气囊内高速气体流动,可简化等效研究气体分子行为,是替代CV法真实有效地模拟气囊膨胀过程的数值分析方法。通过CPM法仿真正碰情况下乘员约束系统中的折叠气囊动态展开,并与实车正碰试验结果对比得出CPM法能较准确地反映实际情况的结论。在此基础上讨论安全带的约束作用后,重点研究CPM法模拟折叠气囊动态展开对在位(In-position,IP)乘员的保护效果:安全气囊对IP乘员头部的保护作用较好,安全带对IP乘员胸部的保护效果更持久,只有安全气囊与安全带联合使用的约束系统对乘员保护作用效果最好。     

车辆安全检测线控制系统设计

在探讨车辆安全检测线控制系统设计要求和功能结构的基础上,简要介绍采用“工业模块集散控制”方式的较先进的检测线控制系统.     

客车侧翻的上部结构安全性仿真研究

侧翻是客车道路交通事故的主要形态之一,车顶塌陷、解体等侵入性变形能够造成严重的人员伤亡.利用有限元仿真的方法研究客车侧翻的上部结构安全性,对影响因素进行分析,并提出改进意见.研究的结果对客车的设计、生产以及安全性评价具有指导作用.     

A mini desktop impact test system using multistage electromagnetic launch

A miniaturized Split Hopkinson Bar (SHB) system has been developed based on electromagnetic launch. The novel and simple multistage electromagnetic launch technique has been investigated for being against the drawback of traditional pneumatic loading system, such as the need for very-high air pressures, lack of test repeatability, high operation noise, large size, and large overall weight of the apparatus. The easy and practicable multistage electromagnetic launch device and its working principle are described in details. A simple launch speed calibration technique, methods of eliminating the electromagnetic signal effect and erasing magnetism in bars are also described. With the same multistage electromagnetic launch device and main components, the system could be switched between impact compression and tension modes for mini specimen testing easily. Successful validation tests on aluminum alloy for impact compression and polyimide/SiO₂ film for impact tension were carried out for verifying the feasibility and reliability of the system.