汽车自主驾驶碰撞试验的控制系统设计

为降低汽车研发过程的碰撞试验成本和缩短研发周期,对无牵引装置的汽车正面碰撞试验进行系统研究,论述正面碰撞试验车自主控制系统的设计.根据C-NCAP碰撞试验法规,对车辆进行了行进方向和行车速度控制的实车试验.结果表明:试验车行进方向与纵向中心线的重合度最大正负偏差分别为+95mm和-105mm,在汽车碰撞试验法规规定范围±150mm内,车速快速提高到64km·h-1后,系统仍能够保证汽车直线稳速行驶,满足现有试验法规的基本要求,具有实用性和推广价值.     

正面碰撞约束系统仿真和设计参数研究

提出基于安全气囊织物进行经纬向拉神试验和画框剪切试验,研究该材料的各向异性特性.建立包括安全气囊、可压溃转向柱、带可预紧和限力器的三点式安全带等的正面碰撞约束系统模型,并将仿真结果与实车试验结果对比和验证.分别从定性和定量分析两个角度,深入讨论约束系统设计参数对假人伤害评价指标的影响,以用于指导约束系统的碰撞安全性能设...     

轻型客车乘员约束系统的模拟计算

在轻型客车正面碰撞过程中,乘员容易受到严重的伤害,优化其乘员约束系统可以得到较好的保护效果。利用有限元软件PAM-CRASH建立了包含座椅、安全带、仪表板及转向系统在内的某轻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。在大量数值计算的基础上,运用试验设计方法,得到优化设计方案。经过优化匹配,乘员的头部伤害指标HIC降低了51%,并且满足了中国汽车正面碰撞安全法规的要求。实车试验也很好地验证了改进的效果。该研究方法可以推广应用于其他车型乘员约束系统的优化设计。     

基于轿车的车车角度碰撞约束系统优化研究

为探究车车角度碰撞下的乘员约束系统参数设计准则,建立了某紧凑型车30°车车角度碰撞有限元模型和MADYMO驾驶区约束系统模型,并对整车模型及约束系统模型进行了验证.对安全带、安全气囊、安全座椅等约束系统各参数进行了灵敏度分析,运用MODEFRONTIER软件对目标车和同伴车约束系统参数进行优化.结果显示,在30°角度碰撞工况中,安全带D环位置及带扣点/锚点位置两个参数对驾驶员头部和胸部损伤影响显著,同时带扣点/锚点位置还对大腿轴向力有着显著的影响,而安全气囊点火时刻、气囊气体质量流率及泄气孔面积、安全带预紧器点火时刻4个参数对目标车和同伴车驾驶员各部位损伤影响都较为显著.优化后,目标车和同伴车WIC值分别减小了33.7%、7.4%,从而使此车型的约束系统在30°角度碰撞中对目标车和同伴车驾驶员的保护效果都达到最好.     

柱状碰撞实验及其装置的设计与研究

柱状碰撞交通事故在正面碰撞中占的比例较大,为提高汽车在此类碰撞事故中的被动安全性能．满足Euro—NCAP试验法规需要,提出对此开展柱状碰撞试验研究,在参照国内外相关研究的基础上和对实际汽车与柱状物碰撞事故的总结分析,针对实车试验方法、试验装置进行了设计研究．     

HEV侧面碰撞安全性仿真和试验

针对混合动力电动汽车(HEV)的结构和特点,建立了车辆侧面碰撞有限元仿真模型,并对其侧面碰撞安全性进行了相关研究。以仿真分析结果为参考基础,以提高整车侧面碰撞安全性为优化目标,运用径向基函数神经网络技术建立了某款混合动力电动汽车的优化计算函数,对车辆侧面碰撞安全性能相关的结构参数和乘员约束系统进行优化计算和影响性分析;以优化计算的结果为指导,对该款混合动力电动汽车的安全结构设计方案进行了调整和优化,以全面提高侧面碰撞的被动安全性;将优化设计后的混合动力电动汽车进行实车侧面碰撞试验,并将实车碰撞试验结果与仿真侧面碰撞试验计算结果进行对比分析。研究结果表明:建立的混合动力电动汽车的仿真优化模型具有较高的计算精度,如非碰撞侧B柱实测碰撞加速度值与仿真分析值相差仅2.2%,优化计算函数的仿真计算结果是可靠的,优化设计后的混合动力电动汽车侧面碰撞安全性明显提高。     

某多用途车正面碰撞乘员侧胸部损伤优化

为了提高某多用途车(multi-purpose vehiclen,MPV)的正面碰撞安全性能,基于该车型正面碰撞试验工况,建立了乘员侧的MADYMO仿真模型。根据正面碰撞试验获得的假人损伤数据,进行了该模型有效性的验证;并依据2015版中国新车评价规程(C-NCAP)管理规定和约束系统能量管理技术,从安全带限力等级、预紧器、安全气囊气袋刚度三个方面对乘员胸部进行了优化;同时进行了试验验证。结果表明,这三个方面可以有效地降低假人的伤害,提高了该车型乘员侧在正面碰撞工况下的得分。     

车辆正面碰撞的仿真与试验

以某轿车为对象,建立含乘员约束系统整车有限元模型.在LS-DYNA环境下,将整个模型划分为36万个壳单元进行正面碰撞过程数值模拟.对碰撞过程中能量转移、耗散、主要结构的吸能效果、乘驾假人的变形损伤指标进行了分析.将仿真分析结果与碰撞试验测试结果进行对比和评估,验证了含乘员约束系统的整车有限元模型的有效性;含乘员约束系统的汽车碰撞模型及计算机仿真分析方法较真实地反映出实车碰撞的状况和结果,具有实际工程应用价值.     

基于代理模型的汽车乘员约束系统仿真设计

为在设计过程中有效减少轿车乘员约束系统的设计参数,并快速优化轿车乘员约束系统的安全保护性能,采用一阶线性响应表面模型和D-最优试验设计方法进行约束系统设计变量的筛选,对筛选后的变量应用Kriging代理模型和均匀试验设计方法进行设计参数的仿真优化,将优化结果与直接使用碰撞仿真软件MADYMO计算得到的结果进行对比.研究表明,一阶线性响应表面模型和D-最优试验设计方法能有效筛选出重要的并对约束系统性能具有决定作用的设计变量,而Kriging代理模型和均匀试验设计方法能在选定的设计变量的基础上,快速取得较好的优化设计结果.     

汽车安全气囊控制器验证方法及实现

针对在安全气囊控制器开发过程中需要进行大量实车或台车碰撞试验,获得点火阈值验证曲线试验工作量大、成本高昂的问题,进行了可提高开发效率降低开发成本试验方法的替代方案研究。基于安全气囊控制器工作原理,提出了一种利用摆锤冲击滑车模拟汽车碰撞前期30ms加速度波形的试验方法,替代安全气囊控制器前期开发的台车试验验证,开发出了相应的试验装置,建立并验证了该系统的有限元模型。基于实际碰撞中加速度的差异性,引入双梯形理论对实车碰撞曲线进行了简化,并应用该方法模拟简化后的加速度曲线,并对某新开发的气囊控制器进行试验验证。研究结果表明:该验证方法得到的安全气囊点火判断曲线与实车碰撞试验获得的曲线最大误差在10%以下,采用摆锤冲击滑车的模拟碰撞波形的试验方法可以用于安全气囊控制器的开发设计。     

耦合方法在提高车辆侧面碰撞性能中的应用

针对某新车型建立了带假人及约束系统的整车侧面碰撞耦合计算模型，通过在欧洲侧面碰撞法规ECER95规定的侧面碰撞条件下的试验值和模拟值的对比分析，验证了模型的正确性，在此基础上提出了提高车辆侧面碰撞性能的方法和措施，研究了安全带以及安全气囊和气帘在侧面碰撞中的作用．     

汽车振动系统的试验分析

汽车行驶时,由于路面不平、发动机等因素激起汽车的振动。对汽车振动系统的试验研究能够为汽车平顺性的改善提供有力的支持。本文设计汽车振动性能试验,在此基础上进行二次分析,对试验车振动性能做出评价。     

燃油车改制电动车后正面碰撞性能变化分析

在中国汽车市场由传统燃油车向新能源车的转变过程中,各车企开始着手研发电动车,大部分车企选择由传统燃油车改制为电动车,而改制电动汽车的碰撞安全显得尤为重要。本文研究了电动车开发过程中车辆改制前后正面碰撞性能的变化趋势,对原车及其改制车的正面碰撞主要性能指标进行了对比分析,并通过整车变形、速度及加速度变化,总结了传统燃油车改制电动车正面碰撞性能的主要影响因素及变化趋势,为今后开发电动车提供了借鉴和参考。同时,结合计算机辅助工程(CAE)仿真分析方法与试验,可以快速地验证电动车改制方案,确保电动车满足国家碰撞安全法规GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》标准。     

考虑多种工况的乘员约束系统可靠性优化设计

在车辆发生碰撞时,乘员约束系统对乘员有重要的保护作用,而现有的相关研究大多只针对单一工况,应对乘员保护要求已有明显的局限性。为了提高乘员约束系统的保护功能,文章综合考虑了中国新车评价规程2种正面碰撞工况,结合试验设计、多种近似模型、多目标优化算法和可靠性优化方法,对乘员约束系统参数进行优化。在优化之前,对约束系统模型进行了实验验证;之后对约束系统参数进行了可靠性优化设计,并对优化结果进行MADYMO仿真验证。优化后的约束系统与原设计相比,明显提高了2种工况下的乘员保护功能,为乘员约束系统的设计提供了一定的参考。     

汽车侧面碰撞仿真工具的验证开发及应用

为了给汽车侧面碰撞安全性仿真提供必备的工具,按照GB20071-2006法规对侧碰假人和移动变形壁障性能的要求,对某非商业EUROSID-Ⅱ假人进行了全面的验证并进行了修正,同时建立了汽车侧碰移动变形壁障CAD模型和相应的有限元模型.以某轿车为研究对象,将假人及移动壁障模型引入整车,建立了整车-乘员-约束系统侧面碰撞仿真模型,按照GB20071-2006试验要求,利用LS-dyna软件对模型进行了求解,结果显示,与试验结果取得了较好的一致,表明所建的整车-乘员-约束系统侧面碰撞计算模型的有效性同时也更真实、完整地模拟出碰撞时乘员的运动响应.     

桥墩复合材料防车撞结构碰撞性能试验研究

针对桥墩车辆碰撞的问题,设计了钢夹层和蜂窝复合材料相结合的桥梁防车撞吸能结构.为研究耐撞性能进行了材料性能试验和全尺寸防撞结构的碰撞试验,试验得到最大碰撞力为547.6 kN.通过对比试验获得碰撞响应与规范设计值,得出试验结果满足碰撞条件容差要求,可用于后期的数值模型验证,为类似吸能结构的设计提供参考.钢夹层-复合材料桥梁防车撞吸能结构可以减小桥墩的局部损伤和整体破坏,从而达到保护桥墩的目的.     

基于某SUV正碰台车试验的有限元建模仿真研究

台车碰撞试验是约束系统开发的主要试验验证方法,基于某SUV的正碰台车试验,建立了乘员侧约束系统有限元模型,介绍了约束系统模型中假人定位、座椅、安全带、白车身、气囊的建模方法,并用LS-DYNA软件进行计算,依据C-NCAP管理规则对假人伤害进行评分。有限元计算结果显示,假人运动姿态、假人各部位伤害曲线与试验相比较吻合,各部位得分与试验基本一致,验证了约束系统模型的有效性。     

基于独立碰撞工况的儿童约束系统参数优化

为实现获得专利的集成式儿童安全座椅在碰撞事故中对乘员的最佳保护,以6岁儿童乘员为研究对象,采用经验证的约束系统模型,在正碰、侧碰和追尾等3种汽车碰撞工况下,分别结合拉丁超立方、正交、均匀试验设计方案和多项式响应面代理模型的方法,对座椅高度和座垫深度等设计参数进行碰撞仿真分析和优化设计.仿真试验结果表明,优化后约束系统儿童乘员损伤值在3种独立的碰撞工况下均有显著下降.     

基于比功率的车辆事故自动呼救系统触发算法研究

在车辆事故自动呼救系统触发算法设计过程中,需要进行大量实车或台车碰撞试验以确定触发阈值。通过建立正面碰撞台车试验系统的有限元模型,模拟不同速度下碰撞加速度曲线,并在此基础上比较各种触发算法对碰撞强度的识别能力,确定使用比功率来识别不同强度碰撞以采取相应呼救方案。最后,通过台车碰撞试验和实车道路制动试验验证基于比功率的车辆事故自动呼救系统触发算法的可靠性。     

汽车力学参数试验台数据采集与处理系统的开发

介绍了自行开发的适用于汽车力学参数试验台的微机数据采集与处理系统。叙述了系统的硬件组成结构、软件开发及系统功能特点;还介绍了应用该系统对试验车Ⅰ所作的侧倾试验和对试验车Ⅱ所作的垂直干涉试验的处理结果。