客车座椅乘员保护假人颈部伤害研究

目前国内外客车座椅乘员保护标准,均只对假人头部、胸部及大腿的伤害指标作了要求,而未涉及假人的颈部伤害。而在现有的C-NCAP新车安全评价标准中,颈部伤害却是一个很重要的评分项,可见颈部伤害指标的重要性。通过对国内某款客车座椅进行CAE分析,研究其对假人颈部的保护性能。     

客车座椅乘员保护小腿伤害研究

纵观国内外客车座椅乘员保护动态实验标准,均只对假人头部、胸部及大腿的伤害指标作了要求,而未涉及假人的小腿伤害。通过CAE法对国内某款座椅进行了仿真分析,在该座椅满足标准要求的情况下,发现假人小腿伤害却非常大。然后从试验假人小腿伤害的机理出发,对该款座椅进行了结构改进,改进后假人的小腿伤害明显降低。     

座椅设计参数对鞭打试验影响分析

以有限元分析软件Radioss为求解器,建立座椅的C-NCAP鞭打工况的仿真分析模型,基于试验数据对仿真模型进行对标分析,验证仿真模型的准确性;研究座椅的设计参数对鞭打假人损伤值的影响情况,结果表明:过大的增加调角器刚度对假人颈部损伤无明显的改善,降低靠背刚度和头后间隙可以显著减小假人的NIC损伤值,加强座椅头枕杆强度可降低上颈部My值。     

某驾驶员座椅鞭打性能分析及优化

针对某驾驶员座椅在鞭打试验中颈部伤害值过大问题,总结C-NCAP(2015版)鞭打试验评价规程和评分原则,研究了颈部伤害指标与假人颈部运动响应的相关性。结合影响鞭打试验性能的座椅参数分析了该座椅鞭打试验失分原因。按照C-NCAP鞭打试验具体规则,建立了该座椅鞭打的有限元分析模型,并与摸底试验结果进行对标验证,验证了模型的有效性。在该模型基础上,进行了座椅结构的仿真优化改进。研究结果表明,有限元仿真模型计算的颈部伤害曲线趋势、峰值大小与试验基本一致,所建立的仿真模型能较好地预测试验中的假人颈部运动响应;通过优化头枕及靠背上部刚度值和减小头部和座椅头枕间的水平距离,减小头部相对人体躯干运动,可显著改善鞭打试验中颈部伤害,实现设计目标。     

汽车低速追尾碰撞中乘员动力学响应和颈部损伤的仿真研究

利用MADYMO仿真分析软件建立了包括BioRIDⅡ假人、座椅和安全带在内的追尾碰撞模型，研究了在追尾碰撞中，座椅特性和乘员位置对乘员动力学响应和颈部损伤的影响。仿真分析结果表明，头枕位置、靠背刚度、靠背倾角调节器特性和乘员乘坐姿势对乘员头颈部的动力学响应有很大影响，通过合理的座椅设计可以显著降低颈部损伤风险。     

大客车紧急制动乘客约束系统的仿真研究

利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立了包括客车车体、安全带和假人的乘客约束系统正面碰撞模型,求解后得到乘员头部、胸部伤害响应曲线和HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量等损伤值。与实车碰撞试验结果进行对比可知,模型较真实地反映了碰撞试验过程。然后建立了客车紧急制动乘客伤害评价体系,并利用上述模型在近似减速度的假设下,对客车紧急制动工况进行仿真计算,得到了不同形式的安全带及座椅倾角与乘员损伤值的关系。通过仿真分析可知,在紧急制动时,三点式安全带对乘员具有较好的保护效果,同时增大座椅坐垫倾角可以减少乘员损伤值。     

针对某型客车约束隔板乘员损伤的仿真与改进

使用LS-DYNA针对某型客车约束隔板进行了仿真和改进,改进后的隔板满足了GB13057标准要求。基于该仿真和改进工作,总结了客车约束隔板在做损伤试验时假人头部伤害普遍偏高的原因,发现对于客车约束隔板标准GB11550的试验方法和要求不能与标准GB13057中的动态损伤试验等效,并且探讨了如何降低客车约束隔板后方乘员的伤害,提出了设计改进思路以供设计人员参考。     

中澳法规客车座椅碰撞试验中的差异性研究

从试验波形、假人放置及评价指标等方面入手,对我国GB13057-2014及澳洲ADR68客车座椅法规进行对比分析。分别进行有约束、无约束两组4次对比试验,从乘员损伤指标、座椅及固定件状态两方面对试验结果进行分析。结果表明,满足GB13057-2014设计要求的情况下,进行ADR68试验仍存在较大风险,主要表现在乘员头部伤害指标HIC及座椅调角器失效,为此在座椅出口澳洲时,要针对靠背及调角装置进行针对性设计。     

基于LS-DYNA驾驶座椅鞭打性能分析及优化

根据C-NCAP(2018)版鞭打试验评价规程和评分原则,利用仿真分析法研究了某驾驶座椅鞭打试验中假人的颈部伤害.依照鞭打试验规章建立了座椅鞭打试验的有限元分析模型,并与试验结果进行对标分析,验证仿真模型的有效性.研究结果表明:通过优化头枕杆的位置,减小头后高度,可改善鞭打试验中颈部伤害.     

客车乘员座椅动态试验的仿真研究

依据GB13057-2014法规要求,应用Hypermesh软件建立客车座椅动态试验的有限元模型,接着调用HybridⅢ50%男性假人,调整其姿态,同时把已建好的有限元模型及调整好01.1的多面体假人进行耦合设置并提交计算。结果表明,仿真分析结果与试验结果在运动过程、变形情况、乘员伤害值等方面具有较好的一致性,仿真模型能够预测和代表试验段在试验测试中的力学行为,并为后期的座椅动态安全性优化提供可靠的依据。     

离位工况下侧面气囊展开对Hybrid Ⅲ 3儿童假人损伤的研究

为减少侧面碰撞中乘员的伤害,侧面气囊越来越普及到汽车的安全系统当中,但侧面气囊的展开会对离位工况的乘员造成伤害。研究了在离位工况下侧面气囊的展开对乘员的伤害,并制定了相关的测试要求。根据该要求,对Hybrid Ⅲ 3儿童假人进行了4种离位工况的侧面气囊展开试验和评价。根据试验结果,对4种工况下Hybrid Ⅲ 3岁儿童假人的参考损伤值进行了分析。结果表明:Hybrid Ⅲ 3儿童假人前朝向坐姿头部受到SAB和和CAB的共同作用,造成其HIC值在4种工况中最高;平躺座椅工况中颈部受到SAB的作用,Nij值达到最大;头部靠近扶手的工况中颈部的拉伸力最大;后朝向试验工况中假人未受到其他相关约束,在CAB和SAB展开作用于假人的胸部时,假人会沿着展开的方向运动,但对胸部伤害不明显。研究结果为优化试验次数提供参考,从而实现减少开发成本和缩短开发周期。     

城市客车塑料座椅的强度及乘客损伤的分析

利用Catia三维软件建立客车座椅的实体模型,并导入到HyperMesh分析软件中建立有限元模型,在此基础上对座椅及其连接件的强度做了静态分析,利用MADYMO分析软件模拟了客车在碰撞过程中座椅对乘客的损伤。并通过试验验证了该过程对客车座椅的生产具有重要的指导和检测作用。     

民用飞机旅客座椅16g动态试验头部损伤判据(HIC)和头部轨迹关系的研究

基于实验数据和理论分析,探究民用飞机旅客座椅16g动态试验中假人头部轨迹与头部损伤判据(Head Injury Criterion,HIC)的关系,分析头部损伤判据HIC的变化规律,研究和总结16g动态试验下乘员头部运动规律,并探究能够减小头部损伤判据HIC值的方法,从而能够在试验前进行一定程度的评估,提高试验的成功率,节约时间和成本,为民机旅客座椅研制提供理论基础。     

某车型座椅鞭打仿真优化

针对某车型座椅在2018版C-NCAP鞭打试验中得分较低的情况,通过分析FEA曲线和实际鞭打曲线,找到改善提升得分的方向,针对性改善座椅头枕强度和头枕与假人头部的距离,通过改善后的仿真验证座椅鞭打试验得分比改善前有了明显的提升,座椅及头枕的防鞭打性能得到有效优化,对汽车在发生追尾碰撞时能起到有效保护乘员颈部,在避免二次伤害具有重要意义。     

面套与假人的摩擦系数对座椅防挥鞭性的影响

根据C-NCAP2018构建了某汽车驾驶座椅的鞭打有限元模型,并通过实验验证了其准确性。使用DOE分析方法,对面套与假人的摩擦系数对座椅防挥鞭性的影响进行了研究。将面套与假人头部和躯干的摩擦系数作为两个研究因素,每个因素在工程范围内,即(0.3～0.5),等间距取5个水平,通过包含25组实验的全因子正交实验进行研究。研究表明在工程范围内,减小摩擦系数,尤其是骨架面套与假人躯干的摩擦系数,能有效减小颈部伤害,可将鞭打总得分提高33.9%,同时为座椅的优化设计提供了理论依据。     

航空座椅动态冲击仿真方法研究

以航空座椅和仿真假人为研究对象,建立座椅有限元模型和HybridⅡ型假人多刚体系统模型,采用动态大变形非线性有限元分析技术和多刚体动力学方法,模拟了航空座椅和假人在冲击中的响应过程,评估了航空座椅结构的动态冲击性能,并与试验结果进行了对比分析,验证所建立的有限元模型的正确性.这种方法可降低产品研发过程中的试验费用,缩短设计周期,具有很重要的工程意义.     

基于MSC.Dytran的假人颈部标定仿真

假人在汽车碰撞安全试验中有着重要的作用,而颈部是其关键的部位.为了保证试验用假人的颈部性能满足试验要求,必须先对其进行标定.介绍了在有限元分析软件MSC.Patran和Dytran环境下,对试验用假人的颈部建立有限元模型进行标定仿真.仿真结果证明了该方法的可行性.     

基于客车倾翻试验的车身加速度波形分析

利用模拟碰撞台车试验进行座椅及其固定件在倾翻过程中的强度考核,可大大节省企业的试验成本。模拟碰撞台车试验的关键试验条件为加速度波形,因此找到合理的加速度脉冲通道可以极大地促进倾翻车辆座椅及其固定件强度台车试验方法的研究。通过对三十余辆客车倾翻试验过程中车辆质心位置的加速度数据,乘员最小生存空间及上部结构变形时间进行分析,得出三者之间的关系。在此基础上拟合了客车倾翻时质心加速度曲线,并对拟合后的加速度进行聚类分析,最终得出针对两类不同上部结构强度车辆的倾翻加速度脉冲通道。为后续倾翻客车座椅及其固定件横向冲击强度试验方法的研究进行了铺垫。     

基于实车正面碰撞试验Q3假人头部伤害仿真分析

通过分析某实车碰撞试验数据,基于LS-DYNA分析软件对实车进行对标后,优化分析Q3儿童假人的头部伤害情况,并阐述了后向安装儿童座椅在整车碰撞中的表现缺陷.结果表明:在正面碰撞试验工况中,后向安装形式的儿童座椅上布置Q3假人,受儿童座椅本身骨架强度、后排座椅整体支撑刚度、前排座椅靠背结构及空间位置的影响,Q3假人伤害比...     

倾翻客车座椅及其车辆固定件强度等效台车试验方法

为了研究能够反映客车倾翻时其上的座椅及其车辆固定件强度等效台车试验方法,利用有限元仿真的方法,建立了某型客车倾翻试验有限元模型,通过受力分析以及客车质心附近倾翻侧外侧座椅侧挂处的应力分布,研究了在座椅横向倾斜状态下进行台车试验时其倾斜角度对于其侧挂应力分布的影响,并利用相关系数找出了最接近客车倾翻试验应力分布的倾斜角度。最终总结出了能够有效反映客车倾翻时其上的座椅及其车辆固定件强度等效台车试验方法。