Q3儿童假人颈部标定影响因子的分析与研究

汽车碰撞假人是碰撞测试所用的重要设备,定期标定是保证碰撞试验数据准确可靠的主要手段。Q3儿童假人在中国新车评价规程2018版中正式启用,而其颈部标定在所有标定项目中成功率比较低。因此,对该假人颈部标定各影响因素进行分析,并设计出正交试验表,筛选出显著影响因素蜂窝铝孔数和摆锤碰撞速度,然后分析两个因子对颈部减速度、假人头部转角和假人颈部转矩评价指标的具体影响,指导后续标定试验,旨在提高假人颈部标定的成功率。     

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。     

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。     

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。     

具有多方向生物力学逼真特性的碰撞假人胸部集总参数建模

针对现有假人仅限于有限的特定碰撞方向应用的不足,提出了一种可同时满足正向(0°)、侧向(90°)和斜向(60°)动力响应生物力学逼真度的假人胸部概念模型,使用弹簧阻尼单元模拟人体胸部不同方向的粘弹性动态力学响应特性,对人体尸体(PMHS)胸部正向、侧向和斜向力学响应进行了1维集总参数动力学模拟,及2维3方向耦合假人胸部有限元模型构建及参数优化。结果表明:满足多方向力学响应的概念假人胸部方案是可行的,所建立的多方向耦合胸部数字模型是可靠的,该模型能够用于包含斜向碰撞在内的多种碰撞工况下的乘员胸部伤害风险研究。     

WorldSID50百分位男性假人研究

对WorldSID假人的开发背景和历程进行了系统介绍,对假人结构及传感器安装特点进行了深入分析,阐述了假人的仿真度、耐用性、可重复性和一致性,对关键部位的响应特性和对应ASI+3损伤等级的伤害值进行了说明,提出WorldSID假人的开发和推广应用必将促进侧面碰撞安全性能的提高,降低汽车的研发成本。     

某车型侧面碰撞假人胸部伤害优化分析

通过PSM_Scaling的方法对某车型侧面碰撞仿真假人伤害值进行拟合,在模型验证的基础上,对侧面气囊点火时刻和泄气孔尺寸进行优化,改善假人胸部伤害情况.优化后肋骨压缩量最大值有所降低,T12弯矩Mx和T12力Fy得到明显改善,通过实车试验对优化方案进行验证,结果表明,假人胸部得分提高了2.98分.     

Euro-NCAP追尾碰撞中颈部挥鞭伤试验方法研究

追尾碰撞是目前较为多发的一种交通事故形态,主要会对车内乘员颈部带来移位损伤,即挥鞭伤。从挥鞭伤产生机理、试验评价体系的构成、前排座椅静态测量方法、动态测试波形选择、假人定位等多方面入手,研究分析了2013版Euro-NCAP试验法规,给出了具体的试验操作方法,并针对新增加的后排座椅的静态评价进行了重点解读。     

减少侧面碰撞假人胸部肋骨变形量的方法研究

基于某型车在未配置侧面座椅安全气囊和帘式气囊的情况下,由于假人胸部肋骨变形量存在超标问题,对车型进行综合分析和成本考虑,故采用通过对座椅骨架的局部优化来改善假人背板受力情况,以降低假人胸部肋骨变形量,从而使其满足欧洲经济委员会法规ECE R95和中国汽车侧面碰撞标准GB 20071-2006要求.试验结果表明,优化座椅骨架的局部结构来改善假人背板受力情况,进而降低了假人胸部肋骨变形量,满足了ECE R95和GB 20071-2006法规要求.     

舱外航天服试验用暖体假人的研制与性能分析

研制了一种新型易拆装结构且具有多种测量模式的暖体假人,实现了针对舱外航天服特殊穿着条件下的试验测量.介绍了该暖体假人的设计原则、结构特点和拓展功能.试验表明,在不同测量模式和环境设定下,该暖体假人都具有良好的动态响应特性和测量精度.     

Q6儿童假人颈部有限元模型的建立与验证

运用逆向工程方法获得Q6儿童假人颈部几何模型并对其进行合理的网格划分,得到具有良好细节和较高精度的颈部有限元模型.通过参数敏感性分析,确定该颈部模型需要优化的材料参数,以真实假人颈部标定试验结果为基准,采用曲线匹配算法对相关材料参数进行正向和侧向标定试验,在2种工况下,对Q6儿童假人头部角度和力矩进行多目标优化,通过空间缩减序列的响应面优化方法经多次迭代得到优化结果.仿真结果表明,该有限元模型较好地满足了Q6儿童假人颈部的标定要求.     

组合式假人建模在两轮电动车交通事故模拟中的应用

通过对标准多刚体假人和有限元人体模型进行拆分、组合、缩放,建立基于受害人真实体型特征参数的多刚体-有限元组合式假人模型,应用于一起真实两轮电动车交通事故的模拟.采用摄影测量法计算车辆碰撞速度,对事故发生时刻的现场进行三维重构,分析了碰撞后人和车的动力学响应以及电动车骑车人的损伤情况.碰撞后人和车的运动形态与真实情况基本吻合,通过模拟计算得到假人头部损伤准则(HIC)值、小腿最大弯矩和颅骨von Mises应力云图,人体损伤判定和法医鉴定结果一致,有效验证了组合式假人模型用于交通事故模拟的正确性和准确性.     

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。     

车辆侧面碰撞台车试验方法

介绍了几种常用的侧碰台车试验装置的曲线复现原理,指出了现有侧碰台车试验方法存在的不足．在此基础上,结合侧碰车门内板速度曲线的特征．提出了一种易于在工程上实现的双速度平台侧碰撞台车试验方法．数学仿真验证表明,利用双速度平台曲线进行台车试验得到的假人伤害值与直接用车门内板速度曲线进行台车试验得到的假人伤害值有很高的相关度,完全能满足工程应用的需要．     

基于Simulink的车辆碰撞中乘员各部位ridedown效率分析

为了简化车辆碰撞中安全假人ridedown效率的计算过程,在能量效率理论公式的基础上提出了一种新型计算假人ridedown效率的方法。利用MATLAB/Simulink模块建立计算ridedown效率的数学模型,在参考前人的整体能量分析方法的基础上改进了假人各部位的划分方法。结合某企业项目中依据某款轿车所建立并经过验证的约束系统模型,通过Simulink建立的数学模型,从试验和仿真两个角度对假人各个部位压溃能量和约束能量进行分析,并与传统假人整体能量分析方法进行了ridedown效率对比。计算结果不仅验证了Simulink数学模型有效性,同时还发现传统假人整体能量分析方法不能较好地分析假人各部位的能量变化趋势。研究结果在很大程度上简化了车辆碰撞安全中假人ridedown效率的计算过程,可为深入研究人体各部位能量分布、ridedown效率与人体伤害的相关性提供参考。     

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。     

两种典型安全带布局对乘员的保护比较

为了探究飞机坠毁过程中,安全带座椅系统对乘员的保护情况,利用DYTRAN软件结合ATB数字假人进行了有限元仿真计算。分别针对装备斜三点式和四点式安全带的两种典型的座椅系统,参照FAA对航空用座椅实验的要求设置了两组冲击载荷。通过对比其碰撞动态响应并评估可能的乘员损伤情况,总结了两种安全带形式各自的优缺点。     

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.     

帘式安全气囊有限元建模及侧碰撞系统仿真

为了获得汽车安全气囊仿真技术的精确度和可行性,建立了帘式气囊仿真模型,集成了侧碰撞系统模型。采用拓扑映射原理进行模型节点坐标转换,从而实现了帘式气囊有限元卷折网格的自动生成和帘式气囊在任意管状结构内的卷折成型;使用MADYMO软件提供的均压法以及Dyna欧拉法、粒子法,依据卷折模型,对气囊展开过程的模拟结果进行了检验;通过将帘式气囊模型、假人模型、车身侧面接触结构面进行集成,建立了带安全气囊的侧碰撞分析模型。通过3种类型侧碰撞工况的计算和试验对比,表明所建侧碰撞仿真模型能够真实地反映人体损伤情况。所建模型下的帘式安全气囊能够很好地保护乘员安全,可以有效地应用于汽车前期开发。