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。     

客车正面碰撞乘员保护分析

对某13 m大型层半客车进行了正碰试验,研究分析了驾驶员和上层第一排乘员生存空间、隔板及座椅系统强度和各乘员损伤情况,并对比分析了车身关键点加速度,最后对客车正面碰撞乘员保护提出建议。     

某12m客车侧翻仿真分析及结构优化

基于GB 17578—2013《客车上部结构强度要求及试验方法》中的规定,采用LS-DYNA软件对亚星某款12m客车进行了侧翻仿真分析。从车身立柱变形及生存空间评估角等方面对客车侧翻安全性进行评价,发现车身骨架严重侵入生存空间,很容易造成乘员伤害。针对车身骨架薄弱位置提出了多项优化方案,通过分析表明该方案满足客车上部结构强度标准要求。     

基于25%小偏置正面碰撞的某乘用车前端结构改进设计

对比分析25%小偏置正面碰撞车体结构变形与正面全宽和40%偏置碰撞车体结构变形异同点。针对小偏置碰撞车体结构变形特点提出车体前端结构优化措施,优化措施包括结构改进与材料加强两个方面。对优化后的整车模型进行25%小偏置碰撞虚拟实验,结果表明车体结构优化效果显著,乘员舱侵入量明显减小。进行了正面全宽和40%偏置碰撞工况下的减速度波形验证,证明改进整车模型刚度配置合理,不会影响乘员约束系统的匹配。     

微客车架结构抗撞性能的分析与优化研究

通过有限元分析软件LS-DYNA 进行碰撞仿真分析,研究了某新开发的微型客车的100%正面碰撞性能.根据相应的国家正碰法规CMVDR294和GB 11551-2003对仿真结果进行评价,发现正碰仿真中车架变形量、车门框变形量以及前壁板入侵量过大,不满足设计要求.针对上述问题,结合车身具体结构特性提出了车架结构优化方案.采用仿真技术进行优化方案的筛选和验证.验证结果表明优化方案有效地提高了车身、车架结构的抗撞性能.为此类微型客车正面碰撞性能的分析与优化提供方法和理论基础.     

跨坐式单轨车辆车体正面碰撞仿真分析

在碰撞仿真理论的指导下,以跨座式单轨车辆为研究对象,对跨座式单轨车辆车体结构进行了CAD建模,并建立了整车碰撞有限元模型。在碰撞模型基础上,模拟了跨座式单轨车辆车体与刚性墙正面碰撞过程,在车体碰撞过程中,得出了碰撞过程中车体的变形位移时间历程曲线,速度时间历程曲线和碰撞能量变化曲线。根据仿真结果,对单轨车体内乘员生存空间进行了分析,对车体的刚度和吸能能力及结构耐撞性进行了评价.从车体骨架变形可看出,跨座式单轨车辆车体的耐撞性能不太理想,车体前端发生了较大变形,危机到驾驶员的生存空间。     

某客车整车侧翻分析及优化方案

根据国标GB 17578-2013《客车上部结构强度要求及实验方法》,基于LS_DYNA软件对某新开发客车车型进行仿真分析及优化。通过Hyper Mesh建立客车仿真分析模型及客车生存空间,设置初始状态为整车翻转与地面接触瞬间,然后采用LS_DYNA进行求解,通过Hyper View查看结果。对生存空间侵入部分的结构进行优化改进或更换材料,使优化后仿真结果达到国标要求。     

大客车侧面碰撞建模与仿真分析

针对客车在行驶途中出现的侧面碰撞安全性问题,相关法规不完善。以某半承载式公交客车为例,对现有的ECER95移动壁障进行配重、位置调整建立客车侧面碰撞有限元模型,分析客车在30km/h、50 km/h碰撞初速下碰撞过程中的能量、乘员头部及骨盆加速度、生存空间变形及侧围吸能。仿真结果表明,客车碰撞过程满足能量守恒定律,乘员头部和骨盆最大加速度为17.7g、13.96g,生存空间测量点最大变形为387.5mm,损伤参数值均在乘用车乘员保护法规参考值范围内,侧围腰立柱和横梁吸为主要吸能部件。根据仿真分析提出客车侧围轻量化设计方案,将50 km/h作为客车侧面碰撞试验速度具有可行性。     

某小型客车正面碰撞建模与仿真分析

在CAD数据模型的基础上,采用有限元分析软件Hyper Works的前处理模块Hyper Mesh建立了某小型客车的整车有限元模型,在显式动力分析软件LS-DYNA环境中对该有限元模型进行了正面100%刚性壁碰撞仿真计算,然后运用后处理模块Hyper View和Hyper Graph分析计算结果,得到了该客车的以下正面碰撞的主要特性:门框的变形分析和B柱下方的加速度分析,并对客车在正面100%刚性壁碰撞过程中的主要变形进行了分析。最后根据分析得到的该客车的碰撞特性,阐述了客车在结构上存在的问题并为设计人员提供参考。     

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。     

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。     

客车侧翻试验上部结构强度分析及改进措施

在侧翻事故中,客车上部结构强度应旨在确保为乘员提供足够的生存空间。通过大量侧翻试验结果分析,提出了侧翻试验中客车上部结构强度存在的一些问题;在此基础上采用仿真技术进行仿真模拟分析,揭示了侧面结构立柱变形特性,并针对客车上部结构强度存在的共性问题,提出了重点加强车辆前部侧面立柱强度可有效提高整车上部结构强度的改进措施。     

某商用车驾驶室结构碰撞仿真与优化研究

为全面提升商用车碰撞安全性能,保障驾驶室乘员的人身安全,在新旧标准更替之际,以国产某型通过GB 26512—2011标准的某型载货车为研究对象,引入GB 26512—2021标准新增的正面A柱摆锤撞击试验和顶部强度试验。在Hypermesh中建立驾驶室碰撞仿真模型,并通过实车正面碰撞试验从而验证有限元模型的精确性。针对在顶部强度试验中出现车身门窗上边缘侵入假人头部现象,将结构灵敏度分析与传力路径相结合进行优化,提出驾驶室结构的改进优化方案,并通过实车碰撞验证仿真结果。结果表明,优化后的驾驶室结构,具有足够的生存空间,符合新国家标准的碰撞要求。     

耦合碰撞工况下的车辆前部结构耐撞性优化设计

针对两种耦合正面碰撞工况在耐撞性优化时相互影响的问题,将两种工况的设计变量和优化模型进行统一,建立多目标优化模型并进行优化。首先以两种正面碰撞所涉及的主要部件厚度为变量,选取了每个工况下能够体现整车耐撞性能的参数为目标;然后以两个碰撞工况下的加速度峰值和整车吸收的最大能量为目标函数,以车辆前部7个部件总质量和A柱的侵入量为约束函数,建立两种正面碰撞工况耐撞性优化的数学模型并进行精度验证;最后,在结构轻量化约束条件下,结合多岛遗传算法和非支配排序遗传算法对车辆前部部件进行耐撞性优化设计。对比优化前后结果表明:各个耐撞性优化目标均有一定程度的改善,有效地提高了车辆在两种工况下的耐撞性,为耦合碰撞工况要求下的结构设计提供了一种设计参考。     

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。     

汽车车架碰撞变形及安全改进措施

对某越野车车架碰撞安全性问题进行了判断与分析。从汽车的前部正面碰撞、前部侧面碰撞、中部碰撞和后部碰撞等几个方面研究了汽车车架的变形倾向以及判断方法,随后提出几项增加车架被动安全性的改进设计。     

基于偏置碰撞工况汽车前纵梁结构优化设计

偏置碰撞工况发生时,前纵梁将出现折弯变形,严重影响其承载吸能作用的发挥.根据偏置碰撞的特点,搭建车辆正面40％可变形壁障碰撞仿真分析模型,选取三种不同的初速度50km/h、56km/h和60km/h进行分析,获取车身和前舱总成的变形过程;基于分析结果,对前纵梁弯曲变形的吸能过程和失效特点进行分析;采用引导槽和约束板相结合的结构形式对前纵梁进行优化设计,并对尺寸参数进行设计;基于碰撞模型,对优化前后的车辆安全性进行对比分析.结果可知:前纵梁弯曲失效中,向外胀形和向内径缩交替出现的变形形式可以提升承载能力;引导槽式结构和约束板结合的设计形式,可以提升前纵梁发生弯曲变形时的承载能力;引导板的布置间距应为外胀变形与径缩变形模式的波长之和;优化后,碰撞加速度、变形模式和各测点的侵入量均有明显的提升变化,各测点侵入量均较小,离合踏板侵入量在前纵梁改进后侵入量得到明显减小约为10％左右;纵梁前段优化结构的吸能特性己经充分发挥;分析结论为同类设计提供重要参考.     

某右舵车型正面碰撞优化分析

针对某右舵车型在正面碰撞试验中出现前围侵入、转向管柱、CCB位置侵入较大问题进行分析,并提出解决问题的优化方案。通过运用Hypermesh及LS-Dyna软件进行整车碰撞仿真分析,优化后前围等车身关键位置侵入量均得到改善,前围最大侵入量由原来的269 mm减小到223 mm,转向管柱后移量由94 mm减小到30 mm,结果表明:优化真空助力器及制动踏板的布置位置同时加强乘员舱结构的方案是合理的。     

基于Radioss的整车64km/h正面偏置碰撞性能优化

所述车型64 km/h正面40%偏置碰撞性能优化是基于Altair公司的Radioss求解器,通过建立包含假人和约束系统的有限元整车碰撞模型不断计算和优化来达成。假人伤害值优化从单纯的滑台模拟的基础上引入了实时的加速度、前围板侵入、踏板侵入等边界条件。约束系统与整车结构耐撞性得以同步进行分析和优化。分析结果表明:经过多方向优化,达到了整车碰撞性能开发在详细设计阶段预定的目标。     

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。