高速公路追尾事故的力学研究

高速公路追尾事故的本质是一种力学现象。首先阐述了研究高速公路追尾事故的必要性,分析了高速公路追尾事故的特点与原因,然后运用碰撞理论与人机工程学相关知识对高速公路追尾事故的受力和车上乘员伤害进行了分析,最后针对高速公路追尾事故的被动安全问题提出防控对策。     

基于独立碰撞工况的儿童约束系统参数优化

为实现获得专利的集成式儿童安全座椅在碰撞事故中对乘员的最佳保护,以6岁儿童乘员为研究对象,采用经验证的约束系统模型,在正碰、侧碰和追尾等3种汽车碰撞工况下,分别结合拉丁超立方、正交、均匀试验设计方案和多项式响应面代理模型的方法,对座椅高度和座垫深度等设计参数进行碰撞仿真分析和优化设计.仿真试验结果表明,优化后约束系统儿童乘员损伤值在3种独立的碰撞工况下均有显著下降.     

汽车防撞报警系统的研究和开发

本文介绍了一种汽车防碰撞报警系统的研制和开发，利用该系统可及时准确地测量出行驶中的车辆前方障碍物的距离，在雨、雪、雾等能见度较低的恶劣天气中使用该系统，可以对驾驶员起到提前“预警”的作用，减少和避免撞车事故尤其是高速公路多辆汽车追尾碰撞事故的发生。     

车辆碰撞计算机模拟分析与评价

针对某型轿车进行了正面和侧面碰撞计算机模拟分析与评价.建立了含50百分位的HybridⅢ型假人及安全带约束系统的整车有限元模型,根据动态非线性有限元法的基本原理,建立碰撞过程描述方程和结构有限元离散化方程.在LS-DYNA环境下,对整车集成系统进行了正面和侧面碰撞的数值模拟和分析,求解出了碰撞时整车位移、速度和加速时间,并分析了该车在碰撞过程中主要吸能部件的吸能效果及能量与力的传播途径,以及假人的伤害程度.仿真结果表明,含假人的汽车碰撞过程计算机模拟,不仅能预测汽车结构本身的耐撞性能,还能较准确地预测碰撞过程中乘员的响应与伤害程度,对于减少实车碰撞试验次数,加快新车型开发速度具有重要意义.     

人车碰撞事故的行人初始状态研究

为进一步提高人车碰撞再现的逼真度,研究碰撞前行人初始状态及相应的仿真实现方法,提出一种基于行走的行人假人的事故再现方法.该方法利用行人多刚体仿真模型,计算行人行走过程的动态响应,并以此确定事故再现所需的行人姿态、速度等参数.通过对一起真实事故的研究,应用不同的行人初始状态确定方法进行人车碰撞仿真,分析了不同方法对再现结果的影响.     

基于比功率的车辆事故自动呼救系统触发算法研究

在车辆事故自动呼救系统触发算法设计过程中,需要进行大量实车或台车碰撞试验以确定触发阈值。通过建立正面碰撞台车试验系统的有限元模型,模拟不同速度下碰撞加速度曲线,并在此基础上比较各种触发算法对碰撞强度的识别能力,确定使用比功率来识别不同强度碰撞以采取相应呼救方案。最后,通过台车碰撞试验和实车道路制动试验验证基于比功率的车辆事故自动呼救系统触发算法的可靠性。     

一起交通事故中车辆碰撞速度的分析计算

分析交通事故发生的原因,速度则是关键性的因素。汽车碰撞过程本质上就是车速剧烈变化的过程。如何正确推算出事故发生瞬间的碰撞车速,为交通事故处理提供间接的理论依据。本文正是基于一起交通事故中,两车碰撞后产生的塑性变形量和滑移距离,运用运动学理论,引用典型事故速度计算公式,推算出两车碰撞前的速度。     

儿童约束系统模型建立及其损伤的初步研究

文章运用多刚体动力学和有限元耦合的方法建立了儿童约束系统(CRS)仿真模型,对整个仿真模型的有效性进行了验证;应用MADYMO软件模拟了侧碰撞中在不同的碰撞速度下车门侵入量、儿童乘员的乘坐位置对3岁儿童乘员损伤的影响.仿真结果表明:在侧碰撞中与碰撞速度有一定比例关系的车门侵入量对儿童乘员头部及胸部的损伤影响非常大,后排座椅靠近碰撞侧位置比非碰撞侧儿童乘员受损伤的风险要高.     

轿车车身结构抗侧面碰撞要求的分析

分析了交通事故中侧面碰撞对车内人员伤害的严重性,针对侧面碰撞标准的要求,对如何满足侧面碰撞情况下的安全性能提出了一些建设性的建议,指出合理地设计乘员舱可以最大限度预防侧面碰撞事故中对乘员的伤害和起有效的保护作用,并就乘员舱设计中车身结构、车门、内饰、座椅等具体结构问题作了一些探讨．     

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。     

人车碰撞事故的行人伤害研究

将多体动力学方法与行人伤害分析相结合对一起真实的人车碰撞事故进行了准确的仿真再现,研究分析了碰撞过程中行人的动力学响应和伤害.事故再现结果与实际情况及法医尸检结论吻合,有效地验证了方法和模型的正确性.在此基础上计算得出行人头部及下肢伤害与汽车碰撞速度的变化关系,可为改善汽车的行人安全性提供参考.     

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.     

保护后排乘员安全的前排座椅参数研究

在汽车发生正面碰撞时,后排乘员由于惯性向前移动,十分容易与前排座椅发生二次碰撞而造成伤害。为了在轿车正碰时减小后排乘员与前排座椅发生碰撞时造成的损伤,本文提出一种基于前排座椅参数的优化方法。以提高正面碰撞中轿车后排乘员安全性为目标,根据2012年版中国新车评价规程[C-NCAP管理规则(2012年版)]的要求,以后排5百分位女性假人为研究对象,研究两排座轿车前排座椅参数对后排乘员的防护效果。在MADYMO软件中建立轿车后排乘员正碰数学模型,并用实车试验进行验证,在此基础上,分析了前排座椅头枕参数中的头枕水平距离和头枕刚度,以及前排座椅靠背参数中的靠背刚度、靠背距离、靠背倾角和靠背坐垫连接铰刚度这6个主要因素对后排乘员保护效果的影响。采用灵敏度分析的方法探寻对于后排乘员安全性影响最为显著的因素,并使用正交试验的理论,对这几项因素进行综合优化,得到最佳匹配方案。优化设计结果使正面碰撞时后排乘员伤害最严重的头部伤害值HIC降低了25.26%,左大腿力和右大腿力分别下降了13.67%和14.33%,完全伤害指标WIC值降低17.91%,优化效果显著,可以为今后轿车前排座椅设计提供参考。     

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...     

船桥碰撞效应数值分析及动力载荷模型

船舶撞击桥梁是一个复杂的非线性冲击动力学问题,目前各国桥梁设计规范中船桥碰撞力均被等效为静力载荷,将船桥碰撞力分析过程视为准静态过程是不准确的。本文考虑船桥结构的材料非线性和几何非线性,建立3000 t～12000 t级散货船与预应力钢筋混凝土连续刚构桥碰撞的动力学数值模拟模型,运用显示动力学软件LS-DYNA计算分析不同撞击过程的碰撞力时程曲线,遵循碰撞力峰值、碰撞持续时间等边界条件,得到碰撞力计算所需参数的拟合公式,并基于统计分析方法提出了船桥碰撞的动力载荷模型。根据此荷载模型,易获得给定船舶质量和速度条件下的碰撞力时程曲线。     

车车斜角碰撞工况下驾驶员损伤研究

为了探究车车斜角碰撞模式下的乘员损伤的特点,分别建立了某款小轿车与某款SUV在不同碰撞重叠率以及不同碰撞严重程度下的车车斜角碰撞有限元模型,并采用有限元软件和多刚体软件相结合的方法分析了车车斜角碰撞中不同碰撞重叠率和不同碰撞严重程度条件下的乘员损伤.结果显示,假人各部位中,头部和下肢损伤受碰撞严重程度和碰撞重叠率的影响较大,在多种重叠率工况中,30%重叠率工况下假人损伤受碰撞严重程度的影响比较敏感,70%重叠率工况下假人损伤较小.     

多角度人车碰撞事故中行人的损伤性分析

为了降低行人在人车碰撞事故中的损伤,分析人车碰撞角度对行人身体损伤程度的影响,建立多角度人车碰撞模型进行事故模拟仿真,计算得出行人头部、胸部、腿部损伤值。研究结果表明:人车碰撞角为180°时,行人头部、胸部、腿部损伤最大;碰撞角为90°时,头部及胸部损伤最小,碰撞角为0°时,腿部损伤最小。     

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.     

某车体结构正面碰撞建模仿真与方案选择

为了得出具有较好碰撞潜能的目标车体结构,提出了两个不同的纵梁设计方案,基于有限元理论重点提出了仿真建模中运用比较普遍的对称罚函数法.按照整车变形量、车体减速度、乘员舱侵入量三个评价指标分别评价方案一和方案二,两个方案的整体变形都符合要求;方案二由于设置了诱导槽,在碰撞中吸能盒到纵梁从前至后依次溃缩变形,方案二的减速度曲线更加符合"前高后低"原则及其平均通过力更为平缓;方案二乘员舱侵入量更少.仿真表明设计出的纵梁要有适当的变形引导,纵梁应实现稳定的轴向溃缩模式.因此选择具有更好的碰撞性能的方案二右边车体减速度曲线作为乘员约束系统优化的输入值.     

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.