正面碰撞安全带约束系统保护效果的研究

为对比在正面碰撞中,不同安全带预紧器及其组合、不同载荷限力器的各限力等级对驾驶员安全性的影响,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了某型轿车驾驶员约束系统仿真模型,并经试验验证。仿真结果显示:安装卷收器与带扣双预紧器、带扣预紧器以及卷收器、带扣与锚点三预紧器分别能使驾驶员头部伤害指标HIC36、髋部合成加速度a以及左、右大腿力Fleft、Fright降至最低值360.35、418.03 m/s2、2 018.34 N、1 245.21 N;当未安装预紧器时,HIC36、胸部3 ms合成加速度T3MS、上颈部剪切力(负值)Fx-、上颈部轴向力(正值)Fz+、Fleft、Fright以及a分别到达最大值634.73、401.45 m/s2、739.46 N、1 625.24 N、3 323.43 N、3 102.55 N以及482.76 m/s2;当卷收器载荷限力器的限力等级逐渐减少时,T3MS、Fx-、Fz+以及胸部压缩量Thpc都逐渐降低,但Fright逐渐增大;当锚点载荷限力器的限力等级逐渐减少时,Fleft、Fright、Fx-都呈上升的趋势。上述结果进一步扩展了安全带预紧器与载荷限力器的研究范围,为新型安全带约束系统的研制提供了理论依据。     

儿童乘员伤害指标及下潜趋势的影响因素

建立了基于多刚体动力学MADYMO软件的儿童乘员约束系统台车碰撞系统的仿真模型,包括儿童座椅增高垫、成人安全带系统、后排座椅、6岁儿童假人,研究了成人安全带系统的限力器和预紧器的相关参数对儿童乘员碰撞响应和损伤值的影响.结果表明:卷收器预紧器可有效减小儿童乘员伤害值,同时减小儿童乘员的下潜风险;而锚点预紧器会增大儿童乘员的下潜风险,锚点预紧器与安全带单向锁止器配合使用可降低儿童乘员的下潜风险;广泛用于降低成年人碰撞伤害的4.0kN卷收器式限力器在本研究中被证实对于儿童乘员没有明显的保护效果,减小成人安全带限力值可对儿童起到较好保护作用.     

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。     

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。     

某车型正面碰撞 后排乘员伤害的仿真优化

基于某车型的正面碰撞试验,建立了后排女性假人的Madymo仿真模型,并依据2012版中国新车评价规程(CNCAP)对其进行了伤害分析,结果表明胸部和颈部得分较低。从安全带限力等级、预紧器和安全带固定点三方面进行了单项优化和综合应用,仿真结果表明这三个方面能不同程度地降低假人的各项伤害指标。     

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.     

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...     

汽车安全带新型预紧器的结构与性能仿真分析

提出了一种作为安全带预紧器核心部件的新型离合机构, 应用该机构开发了一套新型预紧式汽车安全带, 介绍了它的结构组成、工作原理和性能特点. 建立了安全带机构力学模型, 利用ADAMS软件进行了机构仿真和分析, 在MADYMO软件中建立了正面碰撞模型, 仿真分析表明人体头部伤害指数、胸部加速度、大腿骨轴向力和胸部位移均在相关标准的规定范围之内, 其它人体损伤指标如VC、CTI和C3ms等也处在较小的区间, 说明该新型安全带能够有效降低乘员伤害值, 具有较好的乘员保护效能.     

汽车安全带新型预紧器的结构与性能仿真

提出了一种作为安全带预紧器核心部件的新型离合机构,应用该机构开发了一套新型预紧式汽车安全带,介绍了它的结构组成、工作原理和性能.建立了安全带机构力学模型,利用ADAMS软件进行机构运动学仿真和分析,结果表明离合机构传动可靠,织带回卷量与设计要求吻合;采用MADYMO软件建立了正面碰撞模型,仿真分析表明人体头部伤害指数、胸部加速度、大腿骨轴向力和胸部变形量均在GB11551-2003和ECER94等相关标准的规定范围之内,其它如粘性伤害响应、组合胸部指数和胸部累积3 ms损伤等人体损伤指标也处在较小的区间,正则化伤害评价值约为0.48,说明该新型安全带能够有效降低乘员伤害值,具有较好的乘员保护效能.     

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。     

汽车安全带卷收器失效形式分析及结构优化

针对汽车安全带卷收器失效的问题,以复合紧急锁止式汽车安全带卷收器为研究对象,简介了 汽车安全带卷收器的工作原理和失效形式;通过分析汽车安全带卷收器失效的原因,提出解决汽车安全带卷 收器支架变形和芯轴断裂的结构优化设计方案;应用 HyperMesh 有限元软件分析,以轻量化为目标,分析了 汽车安全带卷收器结构的应力值和强度值,对比标准表明其结构满足使用性能要求,降低了后期制作样品的 成本,提高了其经济性和技术性,为汽车安全带卷收器设计提供参考。     

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。     

面向汽车座椅设计的人体单一尺寸确定方法

针对汽车座椅尺寸设计,结合人机工程学和统计学理论,提出基于累积概率和分组插值的人体静态尺寸的两种设计方法.通过建立第95个百分位假人模型,验证这两种设计方法对人体身高尺寸进行计算的有效性.结果表明:两种方法所得到的身高数据精度较好、结果相近,可以为汽车座椅的尺寸确定提供设计依据,也能为不同百分位假人模型的建立提供合理的尺寸.     

直升机后向座椅的适坠性仿真分析

针对航空座椅的动态冲击试验，目的是更好承受紧急着陆事件和保护乘员安全，但是适航认证的物理动态测试成本过高。采用有限元法建立出合适的航空座椅/假人系统的有限元模型，根据CCAR 27部规章添加边界条件和地板变形进行座椅适坠性的仿真分析。通过与物理试验的结果对比，具有良好的一致性。在垂直冲击下，假人腰椎受到损伤最为严重；座椅板会出现与外框架的连接脱落；连接的滑动螺栓在保护乘客方面不够可靠；地板的变形会对座椅结构进一步产生破坏。然后利用有限元分析研究了第95百分位假人在飞机乘客座位上的影响，与50百分位的假人相比，假人损伤增加15-25%，座椅负荷增加10-20%。为了提高座椅对乘客保护能力，提出座椅改进设计方案，为同类型产品研发提供指导。     

基于多目标优化的儿童座椅匹配方法

基于一款已获得国家专利的集成式儿童安全座椅约束系统参数可调的特征,选择座椅高度、靠背角度、安全带限力器限力值为优化变量,以儿童乘员头部损伤、胸部损伤、颈部损伤为优化目标,采用多项式回归近似模型和多目标进化算法相结合的方法对该集成式儿童座椅在保护3岁、6岁、10岁儿童乘员时的可调约束参数进行了多目标优化.结果表明:优化后的约束参数能对上述儿童乘员提供更好的保护作用,优化效果显著.最后在得到的3组优化约束参数的基础上,提出了一种针对3～10岁不同身材儿童的自适应匹配方法.     

客车侧翻碰撞中安全带对乘员损伤的影响分析

参照欧洲ECE R66法规要求,建立客车侧翻仿真模型及其乘员约束系统模型。利用LS_DYNA软件对客车侧翻碰撞试验和客车座椅动态试验进行模拟分析,并与试验结果进行对比,结果表明,有限元模型具有较高的精度。将4个HybridⅢ50%男性假人模型放置在客车最薄弱的车身段座椅上。对客车侧翻过程中,3种约束条件(无安全带、两点式安全带和三点式安全带)的乘员损伤情况进行分析。研究结果表明:无安全带约束时,假人头部和颈部将受到严重损害;两点式安全带和三点式安全带对于所有假人颈部及胸部的保护效果相近;两点式安全带能有效降低大部分假人的头部损伤风险,但碰撞侧外侧假人头部损伤值仍较高。     

基于PSO-LSSVM的复杂试验不确定度分析

提出一种结合粒子群优化（PSO）算法和最小二乘支持向量机（LSSVM）模型的复杂试验不确定度分析方法。以汽车座椅的安全带拉伸试验为对象,研究汽车座椅安全带拉伸试验的主要影响因素及其概率密度函数参数,采用拉丁超立方方法进行试验设计,并进行安全带拉伸试验有限元仿真。运用PSO-LSSVM建立安全带拉伸试验的数学模型,并与BP（back propagation）神经网络建立的数学模型进行对比,结果显示PSO-LSSVM数学模型有更高的预测精度,满足后续不确定度评定要求。进一步采用蒙特卡罗方法实现安全带拉伸试验的不确定度评定,并以国家标准规定的方法进行参考,研究结果表明,该方法可应用于各种复杂试验不确定度分析中。     

客车后排3人椅试验仿真与钩件尺寸优化

为了降低座椅钩件的材料成本,采用Hyperworks软件建立某款客车后排3人座椅的有限元模型.基于GB 14167-2013《汽车安全带安装固定点、ISOFIX 固定点及上固定点系统》进行座椅安全带固定点试验与仿真,对比分析上、中、下3条绳索最大位移量,验证仿真模型有效.在仿真模型基础上,针对座椅后脚钩件提出3组优化方案,选取最优方案,利用Optistruct模块对最优方案钩件进行尺寸优化.结果表明:在满足安全带固定点试验法规的前提下,座椅钩件厚度从10 mm减至2.5 mm;采用Q235材料代替原SAPH590材料,可以降低座椅钩件成本.