基于汽车碰撞事故的人体头部有限元模型建立与验证

为研究汽车碰撞事故中人体头部损伤机理,建立并验证具有较高生物逼真度的头部三维有限元模型.采用计算机断层扫描和磁共振相结合的医学成像技术,利用数字图像识别和网格剖分技术,获得50百分位人体头部有限元网格.通过碰撞仿真分析,得到撞击力、颅内加速度、颅内典型碰撞位置(碰撞侧、碰撞对侧、上下枕骨)的应力和压力变化规律,并与国外经典的尸体试验数据进行对比分析.仿真分析结果与试验中颅内压力、颅内运动学等生物力学参数吻合良好,能够准确反映真实碰撞过程中人体头部的生物力学响应情况.建立的头部三维有限元模型精确度较高,能够进一步应用于汽车碰撞事故中人体头部损伤力学机理研究.     

基于事故再现的行人抛距及头部损伤研究

【】本文选取了11个影响事故结果的机动车与行人状态的经验参数,并设计正交试验筛选出影响事故结果的显著参数。基于Pc-Crash仿真平台,构建长头和平头两特征的机动车模型和行人模型,分别就显著参数对两种特征车型进行事故再现仿真,并结合行人头部损伤评价指标,分析了各参数对事故再现行人抛距及行人头部损伤的影响。据此指导一例真实人车事故案例,再现了整个事故发生过程,分析并验证了以上结论。本项目研究有效提高了再现结果的精准度和客观性,能为事故鉴定提供更多的有效信息。     

人车碰撞事故再现研究

论述了人车碰撞事故再现的仿真方法和发展趋势，强调了研究平头车撞人事故再现的重要性，提出了相应的事故再现方法．该方法应用了有限元一多刚体接触法，能更好地模拟行人与大客车曲面之间的相互作用，以及由此引起的人体损伤,以两起真实大客车事故为例，初步验证了再现平头车与行人碰撞事故的可行性,还结合法医报告考察了行人的损伤情况，指出基于人体损伤进行事故再现所面临的问题.     

基于车身变形的汽车碰撞事故再现方法

研究了采用变形/能量原理进行汽车碰撞事故再现的方法.该方法根据碰撞后汽车的车身变形量计算车辆的碰撞速度和运动过程,并在一起真实的两车碰撞事故中进行了应用.仿真结果表明,车身碰撞变形与实际变形情况吻合,再现了两车碰撞后的运动过程.验证了其对于缺少制动印迹的汽车碰撞事故再现分析的有效性.     

基于Pc-Crash的道路交通碰撞事故再现分析

针对3起不同类型的交通事故,根据现场采集的事故参与方信息,利用Pc-Crash软件建立多刚体动力学模型,对事故过程进行再现分析,从而确定事故参与者在碰撞前的形态.涉及道路弱势群体参与的碰撞类型,事故再现主要集中在车辆损坏信息与人员伤亡信息的交互融合性;涉及到车辆大面积损坏的碰撞类型,事故再现主要集中在碰撞角度、制动反应时间、转向角度等碰撞序列、车辆运行轨迹与事故现场采集信息的一致性.     

第95百分位人体头部有限元模型的构建及分析

为了获得人体头部的损伤机理,构建了研究所需的有限元计算模型,研究了人体头部生物力学响应.通过第95百分位中国人头部的CT扫描图像提取相关头部结构,利用三维医学建模软件和逆向工程软件进行几何模型的重构,借助有限元前处理软件构建具有较高生物仿真度的人体头部有限元模型.最后,使用有限元分析软件对模型进行仿真计算,仿真数据合理解释了头部损伤机理.     

碰撞事故再现的快速仿真

在ADAMS软件平台上,开发了用于碰撞事故快速再现的专用模块,把在事故现场记录下来的主要参数在事故参数输入界面输入,即可利用这些参数建立参数化事故模型,求解后即可用三维再现道路交通事故的整个过程.通过实际应用表明,该模型适用于交通事故再现领域.     

CM碰撞模型的建立及试验验证

为了再现交通事故 ,该文从间接描述碰撞阶段的特征参数出发 ,采用不同的参数子集 ,建立了分类碰撞模型。提出了虚拟模型的概念 ,应用人工智能技术 ,根据特定碰撞类型的特点进行分析 ,充分利用这些特点进行模型假设 ,简化了模型的求解。编制了计算机应用软件。并用日本汽车研究所与整车碰撞实验数据系列进行验证 ,结果表明本模型可以应用于事故再现     

基于乘员运动的事故再现

为了向交通事故再现提供新的依据,研究了动量冲量法与多体动力学法结合的乘员运动仿真,提出了两类算法的耦合方法.将该方法应用到真实交通事故,依据乘员被抛出车外后的落点位置进行事故鉴定.建立了包括车辆、乘员、地面在内的全三维多刚体仿真模型,以等效加速度脉冲代替碰撞冲击信号,再现乘员的车内和车外运动,并分析动量交换时间对鉴定结果的影响.将仿真结果与法医鉴定结果比较,初步验证了该模型和方法的可行性.     

车对车碰撞事故计算机模拟再现方法

研究了车对车碰撞的动力学模型,在此基础上依据对车辆停止位置进行优化的方法反推车辆碰撞前的运动状态。结合使用Pc-Crash软件来实现车对车碰撞事故在计算机上的模拟再现,通过该方法在具体事故案例中的应用,验证了其对于车对车碰撞事故类型分析的有效性,从而为该类事故的分析鉴定提供了有效的方法及科学依据。     

磁流变阻尼器的有限元参数优化设计

磁流变阻尼器结构优化设计是高性能磁流变阻尼器研制及应用的关键技术。在传统磁流变阻尼器设计方法的基础上,将有限元分析方法引入结构优化设计程序中。针对某汽车磁流变阻尼器的设计、开发,建立了优化模型,提出了磁流变阻尼器优化设计计算流程。采用有限元分析软件ANSYS的参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),对汽车磁流变阻尼器的结构参数进行了优化。研究结果表明:采用参数化编程语言APDL程序对磁流变阻尼器进行优化设计,结构体积明显减小,磁场分布更加合理,能量利用率增加,阻尼力调节范围满足实际工程需要,优化设计方法是可行和有效的。     

多点成形有限元参数化建模的研究

介绍了多点成形的基本原理、有限元参数化建模的流程和计算基本体高度的方法,利用ANSYS/APDL开发了多点成形有限元参数化建模程序,通过VC++编写了友好的参数输入界面,使得在进行多点成形数值模拟研究中仅需输入一些相关参数即能建立不同类型的有限元模型,即参数化建模,从而避免了很多繁琐的建立有限元模型的工作,并利用该程序分别建立了发动机罩以及轿车顶盖的多点成形有限元模型。     

基于有限元法异型坯动态二冷控制模型开发与应用

建立了异型坯连铸凝固传热数学模型,并利用有限元法进行离散求解.在此基础上开发了异型坯连铸动态二冷控制模型,模型以5s为周期动态计算整个铸坯实时温度场,并采用有效拉速和表面目标温度法对二冷水量进行设定和优化.用可视化编程工具Visual C++6.0编制了异型坯连铸动态二冷控制系统.在相同工况情况下,动态二冷控制系统仿真结果与大型商业软件Marc计算结果一致,可用于在线控制或异型坯连铸二冷工艺离线设计优化.     

基于扩展有限元法的粘聚裂纹模型

为了能利用通用程序模拟沿任意路径的裂纹扩展问题,利用一种预设虚节点法在通用有限元程序(ABAQUS)平台上实现扩展有限元法功能,推导了基于扩展有限元法的粘聚裂纹模型控制方程。利用上述模型对三点弯梁的开裂过程进行了模拟。计算结果与相应文献中给出的结果及ABAQUS粘聚单元法的模拟结果进行了对比,吻合良好。计算结果表明,扩展有限元法能有效地进行开裂过程的模拟,尤其是在开裂路径未知、难以预先设定网格边界作为裂纹面的情形。基于扩展有限元法的粘聚裂纹模型为准脆性材料的开裂过程模拟提供了一种有效途径。     

基于大灯碎片分布场的汽车碰撞事故再现模型

为建立汽车大灯碎片分布场的抛距与汽车碰撞速度间数学模型,研制了汽车模拟碰撞装置,并以汽车碰撞时所产生的汽车大灯碎片为研究对象,通过卖车碰撞模拟试验,分析一定初始条件下大灯碎片偏移角度、抛距随碰撞速度的变化关系.试验结果表明:汽车碰撞速度影响碎片抛距,且大灯碎片偏移角度分布场区域一定;在无制动力影响情形下的碰撞,大灯碎片偏移角度分布区域为-12.5°～12.5°;而有制动力影响情形下的碰撞,其分布区域为-12.5°～20°;依据大灯碎片分布场抛距与碰撞速度间关系,建立大灯碎片分布场事故再现模型.     

基于基元模型的产品使用方式表征与重构

为了满足工业产品安全、舒适、高效的人机交互目标和以人为本的可用性要求,提出基于基元模型的产品使用方式创新设计方法.针对产品使用方式的时间性、空间性等特点,运用可拓学理论,构建基于事元的使用方式的基元模型,研究行为过程的动态规律和转换机制,形式化表征基于时间和空间的产品交互行为序列和行为动作,并采用置换、聚分、增删、扩缩...     

基于H-J-C模型的水化页岩破碎有限元分析

针对页岩地层钻井过程中钻井液对页岩水化作用的问题,提出了基于H-J-C模型的页岩含水饱和度与钻头破岩效率对应关系研究方法,开展了页岩含水饱和度对页岩力学特性影响规律的室内实验。通过室内实验研究发现:页岩含水饱和度对页岩强度、弹性/剪切模量、泊松比等宏观力学参数影响较大,得到不同饱和度工况下水化页岩力学参数值。借助LS-DYNA有限元软件,基于页岩破坏的H-J-C模型,利用室内实验得到的水化页岩的力学参数,模拟了钻头破碎页岩的动态过程。对水化页岩的应力变化、破碎形态、破碎效率进行了研究。结果表明:随着页岩含水饱和度增加,页岩强度降低,钻头破碎岩石的效率增加,当页岩含水饱和度从0.05增加到0.4时,钻头破碎岩石的效率增加了3.3倍。     

预制空心板桥梁格模型的荷载试验验证

以某预应力空心板桥为例,采用梁格法建立有限元模型,用荷载试验实测数据对其挠度计算值及其挠度横向分布进行对比验证。可为空心板桥建模精细化提供参考。     

头部撞击损伤的有限元模型建立

根据人体头部的螺旋CT医学影像,利用图像边界分割、各层图像之间的影像配准以及三维重建技术建立了头部几何模型,然后运用NURBS曲面片的构造算法将三角面片转换为四边形面片,最后利用TrueGrid软件对颅脑几何模型进行网格划分,同时进行适当的网格修补,从而建立了人体头部有限元模型。根据碰撞过程中的能量守恒,验证了模型的可靠性。本模型可用于汽车交通事故中头部损伤的生物力学研究以及为开发相应的汽车安全防护装置提供理论依据。     

输电线路脱冰参数化有限元法的实现及应用

针对输电线路脱冰动力响应计算问题提出基于参数化有限元的分析方法.首先实现了结构的参数化建模和荷载的参数化模拟;然后基于ANSYS软件平台,以VC++为开发工具,编制交互界面软件以实现不同相数、不同档数和不同分裂数的输电线路脱冰参数化有限元分析,实例证明该软件具有较高的精度和实用性;最后利用该软件进行不同参数条件下脱冰工况计算,对传统的冰跳高度经验公式进行修正,使该公式能够较为精确地计算实际线路的脱冰跳跃高度,并能作为线路设计的参考依据.