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.     

织布材料动态透气性试验与仿真对比研究

安全气囊是汽车乘员保护约束系统的一个重要组成模块,其在碰撞展开过程中的刚度变化直接影响人体的伤害。气囊刚度变化与织布材料的透气性的关系,通过对一种气囊织布材料的动态透气性及双轴拉伸和剪切力学性能进行研究测试,并将实验数据转换为LSDYNA程序输入。结合织布力学性能建立了基于粒子法的动态透气性仿真模型,通过试验压力和织布膨胀高度对比验证了材料的力学性能和透气性,为气囊的数值开发及对标工作奠定了基础。     

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.     

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.     

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。     

汽车侧面碰撞中乘员约束系统的可靠性优化

在汽车侧面碰撞中,约束系统对降低乘员的伤害起到非常重要的作用.本文采用MADYMO仿真分析软件,建立某车型侧面碰撞的约束系统仿真模型;考虑了髋部推动块的压溃力、气囊起爆时间、气体质量流量和气袋排气孔面积对乘员损伤的影响,建立了乘员损伤指标的响应面模型;基于蒙特卡罗随机模拟,进行了侧面碰撞乘员约束系统的可靠性优化.结果表...     

汽车座椅有限元建模与计算

采用“壳 -体单元相结合”的方法建立座椅计算机辅助分析 (CAE)模型 .利用Ansys软件计算了座垫弹性 ,与座椅试验的力 -变形曲线对比 ,以验证建模与材料定义的正确性 .另外还利用正面模拟碰撞中乘员的运动响应 ,分析了座椅材料的软硬程度对乘员伤害指标的影响 .     

校车主动式安全气囊控制参数分析

为弥补校车现有乘员约束系统的不足,利用经台车试验验证的MADYMO校车乘员约束系统模型,建立主动式安全气囊的仿真模型。根据气囊的工作原理,分析拉带长度、排气孔面积、气体质量流率、气囊安装位置等气囊参数对6岁儿童乘员伤害值的影响。仿真结果表明:有气囊保护时乘员头颈损伤值降低,但胸部保护效果不明显。排气孔面积变化最大可使6岁儿童乘员综合评价指标WICS(Weighted Injury Criteria for School)降低21.3%,气囊安装位置变化可使WICS最大降低11.5%。上部、中部、下部拉带可使WICS最大降低值分别为2.52%、2.23%和1.58%,气体质量流率可使WICS最大降低2.23%。由于气囊安装位置与排气孔面积对乘员的影响最为显著,气囊参数的调整可明显改善6岁儿童乘员伤害值,实现校车对6岁儿童更好的保护。     

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.     

气袋折叠建模中的几何误差分析与修正

为提高安全气袋模拟计算中折叠建模的精度,对气袋折叠建模中常用的3种折叠方式的几何误差进行了计算分析,并提出了相应的修正方法。结合一个实际气袋模型的计算结果,验证了修正方法的有效性。进行几何误差修正后的气袋模型能够更精确地模拟气袋的展开过程,可以对气袋参数的优化设计及气袋对乘员的防护作用研究提供更可靠的分析结果。该文的修正方法也可应用于气袋自动建模。     

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。     

安全气囊织物动态透气性的数值模拟

将安全气囊织物视为多孔薄膜,基于Porous Jump模型对其动态透气性进行非稳态数值模拟,得到了测试管道中的流场分布情况,并最终得到安全气囊织物动态透气量.利用自行设计的安全气囊织物动态透气装置对其动态透气的数值模拟结果进行验证,结果表明数值模拟结果与实验结果吻合.     

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。     

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．     

基于激波管实验的空气袋织物透气率的测试研究

提出一种基于激波管实验和理论的空气袋织物透气率的测试方法.实验中空气袋织物被固定在激波管低压段末端,与大气相通.当一道平面激波与织物相撞击时将被反射,与此同时会在织物前方形成一个高压,由于空气袋织物是一种多孔介质,此高压将导致透过织物的气流流动,此流动的流率,即透气率,可通过对反射激波速度的测试而计算得到.     

Imitation of Fabric Flagging Based on Amplitude Modulation

A model-independent 3 - D texture synthesis ofphysical and stochastic algorithms, based on an amplitudemodulation method, is presented to realize 3 - D fabricdynamic simulation. The physical functions are built tosimulate fabric basic deformation. The stochasticfunctions, generated by Perlin noise, are used to simulatefabric natural motion in the wind. The two kinds offunctions are synthesized by method of amplitudemodulation. As the arithmetic uses stochastic functions instead of recursive algorithm, it is capable of simulating thefabric material, the wind force and direction in real-time.Given the fabric material and wind strength, thestochastic functions can be created to simulate fabricmotion in the wind and this model can be adjusted bycontrolling some certain parameters to achieve a goodsimulation effect. This method is conceptually intuitive,computationally fast and efficient. Furthermore, thecombination of fabric physical and statistic motioncharacteristics provides an attractive way to improve thedisplay effect and rate.