汽车坐盆安全气囊对假人伤害的仿真及优化

针对汽车前碰撞过程中假人胸部压缩量超标这一难点,开发了一种安装在座椅坐盆处的全新坐盆安全气囊。通过理论探索坐盆气囊在碰撞过程中的作用原理,证明了坐盆气囊可以有效抑制假人X向运动,达到了减少假人胸部压缩量的目的。借用计算机辅助工程(CAE)中MADYMO软件建立了坐盆气囊模型,通过零部件和子系统的试验验证了该模型的精度。在某款运动型多功能车(SUV)车型上建立了整车约束系统模型且与试验进行了对标验证;在验证后的系统模型中通过增加坐盆气囊的CAE模块作为优化的基础模型,对坐盆气囊的安装位置、角度以及点爆时间进行了灵敏度分析和试验设计(DOE)优化,以探寻最佳的优化方案。经台车试验和限力式预紧安全带对比分析表明,坐盆安全气囊可以降低假人胸部14.79%的压缩量,有效抑制了人体骨盆纵向位移。该结果可为保护假人胸部研究提供参考。     

安全气囊仿真技术在乘员离位模拟中的应用研究

在汽车碰撞乘员离位保护的研究中需要准确地了解安全气囊充气过程.文章基于MADYMO软件中的计算流体力学(CFD)算法,建立了某国产品牌轿车前排驾驶员侧和乘员侧气囊的CAE模型,并通过气袋的静态起爆试验验证了气囊充气模型的准确性;将气囊模型整合于车体模型中,建立了典型的离位仿真模型,经与离位试验的对比验证,进一步从运动学和动力学的角度验证了气囊充气模型的有效性和准确性,为乘员约束系统的离位研究和参数优化提供了有效的基础模型;并针对离位儿童设计了分体式气囊,对比原车气囊,可以降低儿童头部的伤害并且提供胸部的保护作用.     

基于颗粒法的安全气囊仿真及应用分析

基于颗粒法理论对压力容器试验和气囊静态离位摆锤试验进行模拟,验证了颗粒法模拟气囊展开过程的有效性.将颗粒法应用于乘员约束系统中气囊的展开模拟,建立正面碰撞台车有限元模型.通过假人头部响应的仿真与试验对比分析,进一步表明颗粒法能够用于气囊展开过程的准确模拟,为乘员约束系统开发与仿真等工程应用提供可借鉴的方法.     

正面碰撞中副驾驶乘员约束系统的匹配研究

为了研究在正面碰撞中副驾驶乘员的安全性,针对某国产车型,使用多刚体动力学分析软件MADYMO,分别建立了正面100%重叠刚性壁障碰撞实验(正面全宽碰撞)和正面40%重叠可变形壁障碰撞实验(偏置碰撞)的副驾驶员侧的包括车体、假人、安全气囊等在内的约束系统仿真模型,分别与实车实验的碰撞结果进行对标,确定模型的有效性。且调入第95百分位男性假人,分析原约束系统对较大身材假人的保护情况,通过正交优化法确定该车型最佳的约束系统参数。结果表明,在气囊排气孔为40 mm,安全带的延伸率为7%,限力2 500 N,气囊的点爆时间分别为12 ms和32 ms时,第50百分位男性假人正面全宽碰撞和偏置碰撞加权伤害准则值分别降低了13.8%和15.7%,第95百分位男性假人分别降低了10.8%和4.3%。优化后的乘员约束系统增加了副驾驶乘员以及大身材乘员在不同碰撞下的安全性,该优化策略也可为其他新车型约束系统设计时提供参考。     

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。     

基于代理模型的汽车乘员约束系统性能优化

针对汽车碰撞乘员约束系统优化设计中多参数和非线性问题,提出了基于径向基函数代理模型的优化设计方法,通过LS-DYNA分析软件建立正面碰撞乘员约束系统的仿真模型并对其进行验证.基于该模型选取对响应影响较大的设计变量作为优化变量,在LS-OPT中选择径向基函数构建代理模型,采用空间填充试验方法进行试验设计,运用自适应模拟退火算法进行优化求解.优化结果表明:人体综合损伤WIC值相比初始设计值降低了28.2%,实现了对设计目标的优化.     

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.     

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.     

汽车防护气袋有效性研究

介绍与汽车防护气袋有效性有关的计算机模型参数，并用以分析气袋设计是否可以根据一些参数来进行调整，以适应更广泛的碰撞情况．     

基于ALE算法的汽车侧面气帘展开仿真

为了模拟气帘的充气展开过程,采用LS-DYNA软件建立了某汽车气帘基于流固耦合ALE算法的仿真模型,给出了主要参数的设置及耦合实现方法。通过静态起爆试验和落锤试验对仿真模型进行了验证。结果表明：气帘是在充气口位置先展开,然后逐步充满整个气帘,气帘展开的形状与静态起爆试验结果基本一致;落锤加速度试验峰值与仿真峰值误差约为9%,证明了所建立的ALE模型可以用来有效模拟气帘的展开过程。     

基于人工神经网络的汽车安全气囊点火控制算法

气囊点火控制是气囊系统的关键技术。点火控制算法要有抗干扰能力,要确定最佳的点火时刻。针对这一问题,提出了一种基于人工神经网络的汽车安全气囊点火控制算法。该方法利用减速度信号为输入,构造一种人工神经网络,使其输出表征汽车碰撞强度,从而实现准确点火。利用该方法有助于深入研究气囊控制规律,提取气囊点火控制规则。经过多次台车碰撞试验,证明了这种算法的有效性     

某MPV正面碰撞乘员侧胸部损伤优化

为了提高某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。     

民航不安全因素联动对空难事故的影响——基于45起案例的清晰集定性比较分析

航空事故的发生并非由单一不安全因素造成,一般是可变因素的联动效应。以45起民航空难事故及事故征候为案例对象,以Reason理论模型为基础,应用定性比较分析方法,从环境、机器、人因及管理四个维度,甄别空难事故的关键因素,探索空难事故致因的联动效应。研究结果表明：“维修差错”、“机组协调不当”是民航空难事故的关键因素,“恶劣天气”和“驾驶员生理心理缺陷”更容易造成重大空难;通过组态分析得出事故致因的4种解以及导致重大空难的3条路径,区别于一般事故,“机组人为差错”是重大空难发生的核心因素。通过变量整合,从主客观及制度层面提出了避免事故的建议,为保证飞行安全提供新的思路和方法。     

基于GMDH与回归分析结合方法的飞行员脑力负荷预测研究

脑力负荷是人机系统中人的绩效的一个重要因素,对飞行员脑力负荷展开研究,为飞机驾驶舱设计及其仪表设备的符合性验证提供参考。通过实验得到生理测量、绩效测量、主观测量的各项指标。利用单因素方差分析法提取对飞行员脑力负荷的敏感指标,结果表明：注视频率、注视总时间、眨眼率、平均瞳孔直径变化率、NASA_TLX（NASA Task Load Index）、正确率的主效应显著（P<0.05）。本文采用GMDH（Group Method of Data Handling）与线性回归的结合方法,建立飞行员脑力负荷预测模型,并且得到模型拟合度为85.47%。因此,GMDH与线性回归的结合方法可以较好地预测飞行员脑力负荷。     

基于CFD的气囊展开模拟及其压力分析

应用MADYMO软件的Gas Flow流体计算方法建立PAB模型,通过气囊静态展开试验以及刚性块冲击试验验证模型的准确性。在此模型基础上,得出气囊不同部位压力并与试验结果进行比较,分析气囊内部压力的特点;改变气囊参数,分析各个参数对气囊内部压力变化的影响。结果表明,基于CFD的气囊仿真模型能准确反应气囊内部真实压力;气囊的质量流、织布渗透性和排气孔大小对气囊内部压力均有影响。     

客机驾驶舱流场CFD模拟与热舒适性分析

客机驾驶舱作为客机的操作平台,其内部的热舒适性对于飞行员的身体健康和安全驾驶有重要影响.构建了全尺寸三维仿真驾驶舱模型,根据驾驶舱的传热特点和热负荷特性,建立了驾驶舱壁面传热模型,结合运用流体力学计算软件FLUENT对驾驶舱在地面夏季工况下的流场、温度场以及驾驶员的热舒适性进行了模拟分析.分析结果表明,驾驶员周围空气的温度和速度基本达到客舱舒适度要求,但驾驶员自身的热舒适指标略微偏高.平均辐射温度过高是引起飞行员热不舒适的主要因素,通过必要的改进措施可以有效降低平均辐射温度,提高飞行员的热舒适度.