侧面安全气囊能量吸收的仿真研究

安全气囊的能量吸收一直是安全气囊保护效果是否达标的重要考量标准,然而如果每次通过实车试验来判断能量吸收的效果不仅耗费大量人力物力,而且实车碰撞的工况太多,可能影响的实验参数也太多,所以我们一般通过其他途径,例如动态冲击实验的仿真来得到侧面气囊可以吸收的具体能量值。这种方法不但可以减少影响实车结果的各种条件,而且结果也非常可靠高效,还可以大大的减少实验成本     

汽车安全气囊工作性能仿真试验验证技术研究

提出了一种测试汽车安全气囊工作性能的试验方法，旨在提供一种汽车安全气囊工作性能仿真的试验验证手段。采用自行设计和制造的气囊碰撞试验台架及其他相应的试验装置，进行气囊碰撞试验，主要测量气囊展开后或展开中与人体及其他物体相互碰撞时气囊内部气压、碰撞速度、加速度等参数的变化曲线，从而检验汽车安全气囊工作性能仿真结果的正确性。使用这种试验技术与装置检验了运用 MADYMO 系统计算的一个典型气囊充气展开碰撞的计算结果。     

新型客车安全气囊匹配设计与折叠方法

设计出一种新型环形安全气囊,并给出该环形气囊的折叠方法。以某客车为参照,建立了包括新型环形安全气囊的客车驾驶员侧约束系统。对未匹配气囊、匹配传统气囊以及匹配新型气囊工况下的驾驶员损伤数据进行对比分析,并对新型气囊的参数进行了优化设计。结果表明,采用新型气囊工况后,驾驶员头部和胸部的损伤值均至少减小36%,能够有效减轻客车正面碰撞事故中驾驶员头部和胸部的损伤。     

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。     

安全气囊静态点爆实验数控电源设计

针对安全气囊在未发生事故时自爆、发生事故时未及时点爆或者不爆的故障现象,研究安全气囊静态展开所需要的电源参数,设计可以对气囊点爆时间、电流大小参数可调的嵌入式电源系统。实验平台通过触摸式人机界面设置电流及电压数值,脉冲延迟时间,脉冲保持时间等,模拟安全气囊在汽车交通事故中引爆所需的信号,实现静态引爆安全气囊,并触发闪光灯与高速摄像机记录下安全气囊引爆过程。通过实际安全气囊点爆试验,系统达到了实验目的,为安全气囊的实验与检验提供了智能化、通用化解决方案。     

大客车前碰撞中驾驶员膝部气囊优化设计研究

在大客车前碰撞中,由于前围产生较大侵入变形,极易造成驾驶员下肢损伤。为减少驾驶员下肢损伤风险,设计了一种驾驶员膝部安全气囊,并采用计算机仿真方法对气囊进行了优化分析研究。首先,利用Hypermesh建立12 m大客车的有限元模型,并对其进行正面碰撞模拟,验证了客车模型的可行性,且得到驾驶员座椅下方加速度曲线。然后,用MADYMO动力学软件建立了该大客车驾驶员约束系统的前碰撞模型,模型包含客车驾驶舱、驾驶员座椅、三点式安全带、转向系统、和膝部安全气囊。进而将有限元客车整车正面碰撞模拟获得的加速度曲线作为MADYMO碰撞模型的输入载荷条件,分析了安全带和膝部气囊的八个设计参数对驾驶员下肢损伤的影响。最后得到膝部气囊点火时刻、膝部气囊拉带长度、膝部气囊排气孔面积系数三个主效应影响因子,并基于多目标遗传算法对其进行优化分析,优化结果使驾驶员下肢损伤风险得到了很大程度的降低。     

基于MADYMO模型的再次优化使达到 C-NCAP 4星的目标

为了达到某车C-NCAP 4星的目标,在基于台车试验数据、几何数据和约束系统零部件试验数据的基础上,建立了某车正面100%碰撞乘员约束系统的MADYMO模型,此模型可以很好的再现滑台试验,并在改变气囊和安全带参数上进行了优化,优化后假人伤害值达到了预期的分解目标,做滑台试验验证了MADYMO模型的准确性,第一次摸底试验副驾驶员侧假人头部及颈部伤害值未达到预期的分解目标。再次通过MADYMO优化副驾驶员侧气体发生器向安全气囊充气的性能(压力-时间曲线),使副驾驶员侧假人头部及颈部伤害值达到满分,第二次摸底试验结果达到了假人伤害值的分解目标。     

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。     

气囊部品静态展开测试标准解析及测试平台搭建

安全气囊能够在汽车发生碰撞后弹出,使车内乘员与相对松软的气囊袋接触,吸收部分碰撞能量,从而使车内乘员的伤害程度尽可能降低。通过对驾驶员安全气囊、副驾驶安全气囊、侧面气囊、侧面安全气帘的静态展开测试技术研究,确定驾驶员安全气囊、副驾驶安全气囊、侧面气囊、侧面安全气帘的静态展开测试性能参数,完成气囊部品静态展开测试平台的搭建,提升了气囊部品静态展开测试的准确性,能够为气囊设计以及生产提供准确的气囊静态展开性能参数以及检测技术支持。     

新型管式气囊的防护性能分析及结构优化

汽车安全气囊乘员约束系统是一种有效的被动安全保护设备,它可有效地降低乘员在碰撞中所承受的减速冲击和二次碰撞力,但气囊在提供乘员保护的同时也可能对乘员尤其是离位乘员造成伤害。因此如何进一步减少副作用、降低成本等问题仍是理论上和工程中需要不断探索的重要课题。对作者发明的管式气囊技术进行进一步研究,通过有限元建模及MADYMO仿真运算软件建立气囊以及假人的虚拟试验模型,采用台车试验和虚拟试验相结合的方法,以台车试验获得的碰撞加速度曲线作为基线,附加上用计算机产生具有相同统计特性的白噪声子样,合成得到虚拟试验所需的碰撞曲线,输入到所建立的有限元模型中进行运算,对管式气囊的静态起爆特性以及在碰撞中对乘员的防护效果进行研究分析,虚拟试验结果表明管式气囊展开过程基本平稳,展开模式可控性强,先展开后膨胀的展开方式避免了传统气囊起爆初期压力突然增大以及后期压力不足的情况,能更好地发挥碰撞过程中对乘员的保护作用。同时针对仿真过程中发现的问题,通过布置拉带的方式对管式气囊的结构进行进一步优化。     

驾驶员安全气囊的仿真优化

在MADYMO中建立安全气囊的模型,并应用PSM子结构方法建立了车人的简要模型。通过计算机仿真数据与实验进行了对比,并在此基础上从气囊直径,排气孔直径,气流率三个方面对安全气囊进行了优化,使其在正面碰撞中对驾驶员的保护作用有了明显提高。     

副驾驶安全气囊的对标分析

副驾驶安全气囊可有效降低乘员正面碰撞伤害,其仿真模型的准确性对约束系统的开发意义重大。气囊的关键参数是气体发生器的质量流、温度流,气袋的泄气特性、泄气孔尺寸,可通过发生器试验、静态点爆试验和动态冲击试验得到,以保证模型的准确性。鉴于此,重点介绍了气囊有限元模型LS-DYNA的建模方法、试验方法。仿真与试验结果较一致,验证了颗粒法建模的可靠性,为约束系统提供支持。     

正面碰撞中轿车前排头枕气囊对后排乘员的保护影响分析

提出了头枕安全气囊的设想:在前排座椅头枕内部增设安全气囊,在正面碰撞中该气囊打开并迅速膨胀,在后排乘员头部与座椅间形成气垫,并吸收碰撞能量,避免头部与前排头枕或靠背发生二次碰撞,从而达到减轻乘员伤害的目的。为此,以某型轿车相关尺寸与性能参数为依据,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了后排乘员约束系统仿真模型,并经试验验证。仿真结果表明:相比于普通前排座椅,头枕气囊能够使后排乘员头部伤害值HIC15下降66.4%,颈部枕骨伸张弯矩下降63.9%,而胸部伤害值T3MS仅增加5.5%。     

基于机器视觉的安全气囊检测系统研究

利用图像处理与机器视觉技术开发了一套安全气囊检测系统,实现了对安全气囊生产过程某一工位处关键尺寸的亚像素测量。介绍了该检测系统的总体组成和主要工作流程;分别介绍了该系统的软硬件设计;并选取实际气囊对所开发的检测系统进行了可行性、有效性的验证。通过实验表明该系统的检测结果符合实际生产的要求。     

某纯电动汽车实车碰撞安全性能的研究

基于某纯电动汽车正面碰撞的仿真分析后在座椅下方增加横梁的优化方案,对该纯电动汽车实车进行正面碰撞试验,分析了碰撞过程中驾驶员及乘员头部、颈部、胸部及大腿的受力情况,并对比了碰撞前后车辆的损坏情况。依据汽车正面碰撞的乘员保护国标要求,优化后车辆进行实车正面碰撞后驾驶员及乘员头部受力等评价参数符合法规要求、车辆状况符合法规要求,表明优化方案的有效性,提升了车辆的安全性,保护了乘员的生命安全。     

DAB开发和检验中线性冲击试验应用研究

<正>面碰撞试验中,利用假人头部加速度与颈部约束力间的关系,提取出安全气囊作用下假人头部x向加速度,并通过积分加速度得到安全气囊对头部x向的降速,进而推导出安全气囊x向所吸收碰撞能量。线性冲击试验中安全气囊对冲击头吸能过程与正面碰撞试验中x向安全气囊吸能过程表现一致,能够很好反映安全气囊对头部的保护作用。研究指出,在基础碰撞试验前,可以通过线性冲击试验确认及优化驾驶员侧安全气囊(DAB);在DAB开发过程中,线性冲击试验可以取代大量台车试验检验DAB的保护性能。同时也指出,在DAB检验过程中,线性冲击试验可以取代静态展开试验和压力容器试验,进一步增强对DAB保护性能的检测。     

驾驶员侧安全气囊及壳体的性能仿真分析

阐述了驾驶员侧安全气囊(DAB)仿真与试验验证的分析流程。为了准确模拟驾驶员侧安全气囊的工作特性,基于有限元分析软件建立了驾驶员侧安全气囊的有限元模型,并通过气体发生器的压力试验、跌落塔试验对气囊参数进行标定。通过对驾驶员侧安全气囊的静态展开过程进行CAE仿真分析,结果表明静态展开时气囊壳体撕裂线出现过撕,且壳体上部和底座连接处断裂分离。经试验表明,驾驶员侧安全气囊性能CAE仿真精度较高,该安全气囊不能满足驾驶员的安全要求。为了优化驾驶员侧安全气囊,对驾驶员侧安全气囊的壳体和底座进行结构进行加强,试验结果表明该方法可行有效,在工程上具有参考价值。     

安全气囊ECU支架的频响分析及模态优化

安全气囊ECU是当车辆发生碰撞时,用于检测加速度信号,控制气囊起爆时间的部件。车辆研发过程中要求安全气囊ECU安装支架必须满足一定的固有频率的设计要求,以防止引发共振而产生误爆。对Nastran软件和频率响应分析做了介绍,应用Hypermesh和Nastran软件,对某款车型的安全气囊ECU支架进行频响分析和模态分析,并且对ECU的安装形式和支架的结构进行初步分析和结构优化,优化结果使ECU支架的固有频率达到设计要求,为设计部门的详细设计和后续方案提供依据。     

微型客车乘员约束系统性能分析及改进设计

针对某国产微型客车，利用碰撞受害者模拟软件MADYMO建立了该车乘员约束系统前碰撞计算机仿真模型，与试验结果进行了对比验证。通过对安全带和安全气囊等典型约束装置的参数灵敏度分析和优化，给出使得乘员在碰撞过程中所受到的伤害值最低的参数优化配置区间，利用随机模拟和统计计算的方法对系统在该区间内的性能稳定性进行了计算和分析，进一步保证了改进方案的可靠性。     

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。