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。     

膝部紧身装备对肌肉活动特征的影响

为研究膝部紧身装备对肌肉活动的影响,以不同紧度的护膝作为外加干预因素,选取4名羽毛球运动爱好者,采取弓箭步动作作为基本目标动作,采集被试者在运动过程中的动态压力值和表面肌电信号数据,以此分析在完成弓箭步运动时,膝部处于大幅度屈曲状态时膝关节周围肌肉的活动特征,为紧身装备的设计和开发提供依据。结果表明:紧度大小对股内侧肌的压力值影响显著,其次是股二头肌,对半腱肌无明显差异。紧度增加会使股内侧肌的肌力水平有所下降,半腱肌与之相反,股二头肌在中紧度时可以维持较好的肌力水平。紧度增加不会影响股内侧肌放电量大小,半腱肌在受到高度紧身压迫时放电量增加,股二头肌在受到中度紧身压迫时放电量增加显著。     

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。     

膝部防护用材料的静态缓压性能

为减少摔倒给老年人膝盖部位造成的伤害,编织了经编间隔织物试样,采用万能材料仪对聚氨酯泡沫材料和经编间隔织物的静态缓压性能进行测试,通过对比实际摔倒能量和缓压材料吸收能量的大小评估材料缓压性能的优劣。结果表明:聚氨酯泡沫材料和经编间隔织物的面密度是影响其缓压效果优劣的决定性参数,而间隔纱、面纱的直径及试样的线圈密度是决定间隔织物面密度的主要因素。当外界压强大于30 kPa时,厚度为20 mm、面密度为1 353 g/m~2的间隔织物试样线圈密度最大,缓压系数最小,缓压效果最好,压缩吸收能为259 kJ/m~2,该间隔织物试样从厚度、编织工艺、成本上来说是最佳的膝部防护用缓压材料。     

裤装膝部压力测试研究

选用5种常用裤装面料,通过压力测试,测量膝部在穿着不同服装面料、不同运动状态下所受的压力值,得出其大小范围为0~14 kPa.分析影响膝部压力大小的因素,得出膝部所受压力大小与膝盖弯曲角度有关,弯曲角度越大,所受压力越大;膝部所受压力大小与着装面料光滑程度及弹性大小有关:面料表面越光滑,所受压力越小;面料弹性越大,所受到的压力越小.     

服装穿着起拱等级的主客观评价

为准确、客观地评价服装穿着起拱性能,文章以18种机织面料为研究对象,将其制成裤子进行穿着起拱实验,利用三维扫描技术获取膝部起拱点云数据,对预处理后的数据进行主观评价和指标提取,得到曲面指标:均值、方差、峰度、均偏移、粗糙度和扭曲度,将6个曲面指标和起拱高度分别与主观起拱等级进行回归分析.结果表明:在着装起拱实验中,方差...     

乘用车前排人员膝部伤害测试方法的研究

伴随着汽车行业的发展,经过安全性设计的仪表板也成为保护乘员的重要零部件之一,而衡量仪表板安全程度的重要指标就是前排人员的膝部伤害。通过对国内外强制性以及不同评价标准体系的研究,提出一种可模拟实车碰撞情况的前排人员膝部伤害台架试验。该试验方法采用ENCOPIM直线冲击系统,将50%Hybrid III型假人的腿部模块作为冲击部件,通过分析实车碰撞中前排假人膝部与仪表板的碰撞情况来决定台架试验的碰撞速度与方向。最后通过分析相关数据,该模拟台架试验方法得出的数据与实车碰撞的数据相近,证明了该试验方法的可行性,对于零部件厂商而言,大大节省了相关实验成本。