某军车滚翻乘员损伤研究

为研究特种军用车辆在斜坡滚翻过程中驾驶员及副驾驶员运动姿态,确定乘员损伤评价及评价指标,本文针对某型战术车辆,采用有限元分析方法,放置Hybrid III型有限元假人模型,通过LS-dyna有限元求解平台实现驾驶员不同滚翻方向边界条件下的车辆侧翻过程仿真,从而得到整车滚翻过程中乘员运动状态及各部位损伤值并进行比较,确定乘员损伤评价指标。     

面向车辆滚翻的运动姿态协同仿真环境研究

为解决车辆滚翻研究过程中有限元仿真面临的计算效率和精度问题,参照美国FMVSS208平台车试验条件,分别进行了车辆滚翻多刚体动力学和有限元仿真研究.基于滚翻过程中车辆运动姿态对两种仿真方法之间进行运动学数据交换,形成面向车辆滚翻的运动姿态协同仿真方法.结果表明,该方法可以利用多刚体动力学仿真替代有限元仿真中部分运动学计算过程,在有限元仿真精度基础上提高有限元仿真效率,为研究车辆滚翻安全性提供了新的思路和技术途径.      

汽车碰撞乘员头部扭转伤害研究

从2000年至今,全球交通事故伤亡总数上升了67%,。汽车交通事故的主要伤亡对象分别为车辆的驾驶员、乘员以及行人。其中头部伤害作为主要的伤害形式,也是造成乘员死亡率最高的伤害形式。现有的伤害评价中,涉及假人头部损伤的项目较少。在相关理论知识的基础上,对假人头部的扭转伤害进行探究,结合试验数据,证明了假人头部扭转伤害对实际碰撞具有重要的指导意义。     

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.     

多信息融合的交通事故数值再现方法

综合利用轨迹优化、有限元理论及多刚体方法对某起典型三车碰撞事故案例进行数值再现.以车辆停止位置为目标函数,车身接触位置为约束条件模拟计算出事故发生过程.利用多刚体动力学方法计算出车内乘员头部加速度,以此进行人体损伤分析.利用有限元方法模拟车辆撞击护栏的过程,通过护栏变形数值模拟结果与真实事故中的变形量相比较,验证车辆撞击速度的可靠性.通过案例分析认为综合利用事故中遗留下的刹车印迹、车身或其他物体变形、人体损伤等多种信息,可以对碰撞事故进行精确分析,同时各信息之间可以相互制约和验证,从而为事故鉴定提供理论依据和数值参考.     

车辆系统的动态人-机工程分析方法及在轮式特种车辆设计中的应用

根据车辆乘员及维修人员等的非驾驶操作动作过程的动态人-机工程设计需求,参考基于驾驶姿态的人-机工程分析方法,结合专门的计算机辅助人-机工程设计软件的相关功能,针对人体动作过程的确定和分析评价等核心问题,提出了人体姿态及其动作过程的计算确定方法,建立了基于运动学和受力分析的动作过程分析评价方法,形成了相应的完整分析流程。将该方法和流程应用于某特种车辆设计分析中,进行了乘员登上驾驶室、使用驾驶室顶部出口等一些典型工况的动态人-机工程问题分析,得到了对应工况的车身设计改进的方向性方案。应用过程中,验证了所述动态人-机工程分析方法和流程的可行性和实用性。     

车辆防护座椅性能及缓冲吸能器性能分析

抗爆炸冲击座椅广泛应用于我国军用车辆,其缓冲吸能组件特性直接决定座椅防护性能的优劣。为使乘员损伤达到最小,针对某型军用车辆在底部爆炸环境下乘员防护性能进行研究。通过实车底部爆炸试验获取的座椅安装点冲击信号,利用座椅冲击试验台测量不同参数缓冲吸能组件载荷-位移特性,通过有限元模型对试验进行验证和优化。以AEP55乘员伤害准则为目标,研究某军用车辆座椅防护性能提升方法。结果表明,改进后的缓冲吸能组件载荷-位移特性曲线能够显著降低乘员损伤并充分利用座椅行程。为后续座椅缓冲吸能组件设计优化提供导向。     

基于正交试验的座椅靠背气囊对乘员保护的优化

在汽车正面碰撞事故中,对于后排乘员的保护尤为重要.为了减小正碰时后排乘员的损伤,使用LS-PREPOST软件建立了后排乘员约束系统和前排座椅简化模型,以50百分位HybridⅢ男性假人代替后排乘员,仿真分析驾驶员座椅靠背气囊对后排乘员的保护效果.在初始建立的简化模型基础上,对各因素进行灵敏度分析,选定气囊放置角度、前排座椅靠背倾角和气囊泄气孔面积作为进一步优化的因素;为分析不同工况下乘员的损伤,选取各因素的水平并采用正交试验优化,以加权伤害准则WIC(weighted injury criterion)作为评估标准,使用极差法推出最优方案.对比分析优化前后的假人损伤数据可知,头部损伤指标HIC(head injury criteria)下降21.15％,WIC下降20.39％,证明靠背气囊对后排乘员的安全保护效果显著.     

汽车空调送风格栅优化与乘员热舒适性改进

文章综合考虑太阳辐射以及人体散热对乘员舱热环境的影响,以汽车空调风道双叶片型出风口的水平格栅和垂直格栅的角度为设计变量,利用当量温度作为热舒适评价指标,将人体的头部、胸部、左小腿、右小腿的当量温度定义为设计目标;通过设计实验DOE(design of experiment)选取30个样本点,采用Kriging模型建立近似模型,最后利用连续二次规划法(NLPQL)对该近似模型进行优化设计。优化结果表明驾驶员上身部位的当量温度有明显降低,其中头部降低1.78℃,胸部降低1.43℃,驾驶员的热舒适性得到显著提高;同时也表明汽车空调送风格栅角度对乘员舱内流场及乘员热舒适性有明显的影响,在今后的热舒适性研究中不可忽略。     

基于熵权灰色关联分析的车辆行驶安全性评价

为客观评价车辆行驶安全性,系统分析了影响道路交通安全的人、车、路、环境等因素,运用层次分析法构建车辆行驶安全性评价指标体系;运用熵值法确定各指标权重,建立基于熵权和灰色关联分析的车辆行驶安全性评价模型。案例分析表明,影响车辆行驶安全性因素的重要程度为驾驶员因素车辆因素道路因素环境因素,模型评价结果与实际情况相符。     

爆炸环境下车辆地板加速度对乘员小腿损伤的影响

通过给地板施加不同的加速度作为边界条件的方法,研究了加速度上升斜率、峰值、持续时间与小腿损伤之间的关系。首先建立了整车有限元模型;并通过整车爆炸试验验证了模型的准确性。然后验证了利用简化模型研究乘员小腿损伤的可行性;并探究了可以精确仿真小腿损伤的最简边界条件。最后通过改变加速度参数研究了加速度对小腿损伤的影响。结果表明,最简边界条件为至少获得乘员脚部和座椅安装点的加速度值;加速度的持续时间和峰值对乘员小腿损伤的影响较大。对整车爆炸试验操作与设计防护车辆底部结构有一定的指导意义。     

小腿摆放位置对航空座椅乘员损伤的影响研究

在飞机坠撞事故中,乘员采取合理的坐姿能有效降低冲击伤害。为了分析水平16g动态冲击下小腿摆放位置对乘员损伤的影响,以某型三联航空旅客座椅为研究对象,建立双排航空座椅/乘员约束系统有限元模型,并开展全尺寸滑台试验以验证模型准确性。结果表明在相同工况下,50th百分位假人采用小腿后曲的坐姿与小腿直立坐姿相比,降低了股骨损伤和颈部损伤,但增加了头部损伤。95th百分位假人采用小腿直立的坐姿与小腿前伸坐姿相比,降低了股骨损伤,但头部损伤和颈部损伤增加。研究结果可为不同体型乘员采用相对更安全的坐姿提供参考。     

湿式双离合器式自动变速器起步智能控制

针对装有湿式双离合器式自动变速器的车辆起步控制问题,根据起步过程的性能评价指标,在综合考虑驾驶员的起步意图、发动机的运行状态及离合器的接合状况的基础上,提出了基于模糊智能控制的湿式双离合器式自动变速器的起步控制策略,确定起步过程中的离合器目标压力,根据离合器目标压力与实际压力值的误差,设计基于FCMAC的离合器压力智能...     

儿童约束系统模型建立及其损伤的初步研究

文章运用多刚体动力学和有限元耦合的方法建立了儿童约束系统(CRS)仿真模型,对整个仿真模型的有效性进行了验证;应用MADYMO软件模拟了侧碰撞中在不同的碰撞速度下车门侵入量、儿童乘员的乘坐位置对3岁儿童乘员损伤的影响.仿真结果表明:在侧碰撞中与碰撞速度有一定比例关系的车门侵入量对儿童乘员头部及胸部的损伤影响非常大,后排座椅靠近碰撞侧位置比非碰撞侧儿童乘员受损伤的风险要高.     

基于Carsim和Simulink的超车换道仿真分析

超车是换道的主要动机,分析超车过程中驾驶员的操作特性以及车辆运动状态,能够为驾驶员模型的精确控制提供参考。在分析各种可能换道的基础上,构建动态超车换道可行域。以7次多项式规划换道边界轨迹,依据期望跟车距离确定可行域的上边界,根据安全碰撞条件确定可行域的下边界;并依据两车的运动关系确定超车换道条件。预设超车换道轨迹,在Simulink中构建驾驶员模型;并将Carsim中车辆模型导入,进行了超车换道模型仿真分析。对超车过程中车辆参数进行对比分析。结果表明:超车过程中驾驶员一般会提高车速,但加速强度不大;且低速时换道的随意性大,但与设定轨迹偏离程度较小。     

车辆行驶行为的负性刺激对乘员预期的影响

以车辆极限行驶工况为负性刺激，通过评价量表和现场访谈获取了12名受试者作为前排乘员在实车试验中的主观感受，并运用生理多导仪记录了皮肤电活动数据；通过对比经历刺激前后的数据并结合假设检验，分析了主观评价的变化。结果表明：在经历极限行驶工况刺激后，乘员对车辆控制能力的预期有显著提高，但对车辆决策意图不确定性的担忧加剧；将皮肤电导水平数据与试验过程中的事件信息相结合，能够反映乘员预期的变化。     

侧碰试验假人仿真数据对标及受伤机理研究

基于某款SUV车型约束系统零部件试验和侧面碰撞试验数据,建立了有效可靠的侧碰乘员假人伤害有限元模型;并利用THUMS人体模型替换假人模型进行乘员的损伤研究。结果表明,THUMS人体模型可以形象、直观地对乘员可能损伤部位和损伤程度进行评估和预测,对于乘员安全保护的研究具有重要的意义。     

校车座椅乘员约束系统参数优化设计

为研究校车两点式约束系统对中学生乘员损伤防护效果,利用显式有限元分析软件LS-DYNA建立某款校车座椅约束系统数值仿真模型.基于国家标准要求,在实测减速度波形加载下,分析模型中假人头部HIC值,胸部3 ms加速度值和大腿轴向压力值,通过优化约束系统参数进一步提升中学生乘员损伤防护效果.结果表明:减小座椅靠背刚度可以改善中学生乘员腿部损伤防护效果;沿X方向后移安全带固定点位置可明显降低中学生乘员胸部损伤;在合理范围内增大安全带织带刚度可明显降低中学生乘员头部和胸部损伤.     

考虑驾驶员性格特性的超车模型研究

针对超车模型研究过程中存在忽视驾驶员个体差异性,将车辆抽象为质点而无法考虑车辆的几何大小及超车时车辆之间的位置关系等不合理地方,本文引入驾驶员性格特性到车辆几何模型中,建立了考虑驾驶员性格特性的车辆超车模型。由于考虑到车辆在不同行驶环境下车辆纵向和横向危险程度不一样,提出了车辆椭圆几何模型,并结合超车过程建立了计算超车车辆从超车行为产生到超车过程结束所需的最小超车时间和安全距离的计算模型,最后通过Matlab数值仿真发现,文中提出的模型克服了现有的超车模型中普遍存在的没有反映驾驶员个体差异的缺点,反映出不同类型的驾驶员在相同超车过程中所需的最小超车时间和安全距离会有所不同,体现了驾驶员个体的差异性,计算结果与实际交通相符。     

雾天环境下S型弯道驾驶行为特性

为了研究雾天环境对驾驶员在S型弯道车辆控制能力的影响,借助驾驶模拟器,选取46名驾驶员在雾天条件下进行S型路段驾驶试验。采集直线段、过渡段、曲线段的驾驶试验数据进行多变量方差和卡方检验分析能见度、驾驶经验、性别对驾驶速度、减速距离和偏离次数的影响。结果表明,能见度条件对3个阶段的车辆控制能力均有显著性影响,尤其在过渡阶段影响最为明显,驾驶员的减速距离、偏离次数均有显著性差异;专业驾驶员相对于非专业驾驶员在曲线通过过程中更倾向于谨慎型驾驶风格;女性驾驶员在曲线驾驶中车辆控制能力明显低于男性驾驶员,且非专业女驾驶员在曲线驾驶中是最容易受伤害的群体。