汽车碰撞的二维人体运动学仿真及其在交通安全研究中的应用

本文论述了汽车被动安全性研究在交通安全中的重要地位，采有多刚体系统动力学中的Ｒ－Ｗ方法建立了二维人体模型，推导了多刚体系统矩阵形式的运动学工程，并在此基础上，开发了模拟汽车碰撞过程中人体运动响应的动画仿真程序，论证了计算机仿真技术在汽车被动安全性研究的有效性。     

某轻型越野汽车操纵稳定性的仿真分析

本文利用汽车多体动力学仿真软件CarSimEd，建立了某轻型越野汽车的多体动力学模型，采用最具有代表性的试验评价方法-方向盘角阶跃试验，对某轻型越野汽车操纵稳定性能进行动态的模拟、仿真分析。结果表明，该车型具有不足转向特性，具有良好的操纵稳定性。     

汽车动力学仿真模型的发展

汽车动力学包括对一切与车辆系统相关运动的研究，其最核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域。在简要说明了汽车动力学发展过程的基础上介绍了平顺性和操纵稳定性两大领域的模型发展过程。平顺性模型主要经过集中质量－弹簧－阻尼模型、有限元模型和动态子结构模型阶段；而操纵稳定性模型从低自由度线性模型、非线性多自由度模型发展到多体模型。最后提出了汽车动力学仿真模型的发展动向。     

汽车与摩托车碰撞事故再现及摩托车驾驶员致伤特点分析

通过对事故中汽车损坏痕迹及摩托车驾驶员伤亡情况的鉴定,建立模型,构建事故碰撞环境,使用成熟事故再现软件PC-Crash对汽车与摩托车碰撞事故发生过程进行重建,对摩托车驾驶员碰撞后的运动响应及各损伤部位的动力学响应参数进行分析,将仿真结果中摩托车驾驶员的运动响应、损伤部位的伤亡程度及动力学响应结果与法医学尸检报告中的客观事实进行对比,得出了基于PC-Crash的仿真结果与实际情形基本符合的结论。     

基于LS-DYNA的汽车正碰分析

文中利用NX三维建模软件构建了某汽车的三维几何模型,然后利用ANSA网格软件对三维模型进行网格划分处理,并用LS-DYNA对汽车正面碰撞安全性能进行分析,通过对某汽车正面碰撞仿真计算,分析了汽车正面主要结构在碰撞中的结构耐撞性,并就仿真结果与真实实验数据进行对比,以研究仿真结果的准确性。     

基于刚柔耦合仿真模型的汽车转向机构改进设计

针对SGA3550矿用汽车样车出现的转向梯形臂扭转变形问题,应用多体系统动力学方法对其进行了分析研究.应用有限元软件建立了转向横拉杆模型,计算其固有模态.结合多体动力学分析软件建立了汽车转向机构的刚柔耦合仿真模型,研究转向梯形臂在转向过程和车轮反向跳动过程中承受的扭矩,并与多刚体模型的仿真结果进行了对比.结果表明,基于刚柔耦合模型的仿真分析更为准确地反映了转向机构的动力学特征.     

汽车与行人碰撞事故再现仿真研究

通过对事故现场汽车损坏痕迹及行人伤亡情况的调查,使用交通事故再现软件PC-Crash建立汽车与行人碰撞模型,重建事故发生过程。分析事故发生前汽车与行人的初始状态以及碰撞过程中行人的动力学响应和伤害,采用不同的车速,进行了大量的仿真实验,根据行人致伤特点,总结出汽车安全车速等指标,为改善汽车的行人安全性提供参考。     

汽车操纵稳定性仿真分析

运用ADAMS／Car软件建立了整车多体动力学仿真模型,分析了前悬架系统、后钢板弹簧系统和轮胎仿真模型,并对不同方向盘转角及改变整车质心位置下的汽车操纵稳定性进行了动力学仿真分析。     

汽车低速追尾碰撞中人体颈部伤害及保护系统研究

在MADYMO软件中使用BioRIDⅡ后碰撞假人建立追尾碰撞模型,分析了头枕位置和倾角参数对汽车发生追尾碰撞时头颈部动力学的影响,并使用颈部损伤准则值NIC和Nkm来评估颈部损伤的风险。仿真结果表明这些因素对颈部的动力学响应有着重要影响,高而且靠近头部,并且有适当增大倾角的头枕,有助于减小颈部的损伤。     

汽车动力学特性仿真分析与ADAMS软件

章讨论了多体动力学的概念、方法在汽车设计领域中的应用，阐明了ADAMS软件的理论基础和计算、求解方法及其应用于整车系统动力学特性仿真模型建立，分析优化的关键步骤和原则。     

乘员骨盆侧面碰撞响应的数值仿真

以多体系统理论为基础,应用碰撞伤害模拟软件MADYMO建立基于美国韦恩州立大学侧面碰撞台车试验基础上的三维多体数值仿真模型。此仿真模型包括选用的MADYMO数据库中的BIOSID侧碰假人模型、Heidelberg型座椅模型、相关台车环境模型及缓冲材料模型。应用模型分4种碰撞条件进行模拟研究,通过比较分析模拟结果与台车试验结果在量值和变化趋势两方面的一致性,验证所建数值仿真模型的有效性,为应用此模型进行侧面碰撞下乘员骨盆响应的研究提供有效手段。     

汽车撞行人模拟计算研究

用计算机模拟车撞行人运动过程具有十分重要的实际意义，本文从一个新的角度描述多体系统，建立了一种以刚体质心加速度和刚体角加速度为待解变量，以较间广义坐标为积分变量的多体系统动力学方法，以该方法为理论基础，开发了汽车碰撞人体运动响应三维模拟计算软件系统ＭＵＬ３Ｄ。运用该软件系统对汽车撞行人运动响应进行了模拟计算，对比模拟计算结果，真实交通事故和著名的ＭＡＤＹＭＯ软件计算结果，初步证实该方法和该软件系统     

General Purpose Vehicle System Dynamics Software Based on Multibody Formalisms

This paper pursues two objectives: Firstly, to review the state-of-the-art of general purpose vehicle system dynamics software and secondly, to describe two representatives, the program MEDYNA and the program NEWEUL. The general modeling requirements for vehicle dynamics software, the multibody system approach and a comparative discussion of multibody software are given. The two programs NEWEUL and MEDYNA are described with respect to modeling options, computational methods, software engineering as well as their interfaces to other software. The applicability of these programs is demonstrated on two selected examples, one from road vehicle problems and the other from wheel/rail dynamics. It is concluded that general purpose software based on multibody formalisms will play the same role for mechanical systems, especially vehicle systems, as finite element methods play for elastic structures.     

General Purpose Vehicle System Dynamics Software Based on Multibody Formalisms

SUMMARY

This paper pursues two objectives: Firstly, to review the state-of-the-art of general purpose vehicle system dynamics software and secondly, to describe two representatives, the program MEDYNA and the program NEWEUL. The general modeling requirements for vehicle dynamics software, the multibody system approach and a comparative discussion of multibody software are given. The two programs NEWEUL and MEDYNA are described with respect to modeling options, computational methods, software engineering as well as their interfaces to other software. The applicability of these programs is demonstrated on two selected examples, one from road vehicle problems and the other from wheel/rail dynamics. It is concluded that general purpose software based on multibody formalisms will play the same role for mechanical systems, especially vehicle systems, as finite element methods play for elastic structures.     

刚柔耦合多体车辆操纵稳定性研究

利用多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的整车刚柔耦合多体系统操纵动力学仿真分析模型。并分别对多刚体模型和刚柔耦合多体模型进行了“转向盘脉冲输入”、“ISO移线”仿真，分析了构件的柔性对汽车操纵稳定性的评价指标值的影响。     

汽车碰撞过程人体响应的研究

本文在多刚体动力学Kane方法的基础上,推导了二维多刚体系统矩阵形式的动力学方程。用于一个具体的汽车乘员/座椅系统模型,计算了汽车正碰过程中人体的运动姿态、加速度、速度和位移响应,以及安全带的受力等特性。与试验结果比较,证明了理论计算的正确性。本文在实例计算的基础上,分析研究了系统参数变化对人体响应的影响以及安全带在汽车碰撞过程中对人体的保护作用。     

Lap time optimisation of a racing go-kart

The minimum lap time optimal control problem has been solved for a go-kart model. The symbolic algebra software Maple has been used to derive equations of motion and an indirect method has been adopted to solve the optimal control problem. Simulation has been successfully performed on a full track lap with a multibody model endowed with seven degrees of freedom. Geometrical and mechanical characteristics of a real kart have been measured by a lab test to feed the mathematical model. Telemetry recorded in an entire lap by a professional driver has been compared to simulation results in order to validate the model. After the reliability of the optimal control model was proved, the simulation has been used to study the peculiar dynamics of go-karts and focus to tyre slippage dynamics, which is highly affected by the lack of differential.     

基于多体动力学的柴油机曲轴疲劳寿命分析

为分析4100QBZL柴油机曲轴的疲劳寿命,建立该曲柄连杆机构的刚柔耦合多体动力学模型,将多组试验测量的缸内压力作为驱动力,进行耦合仿真得到曲轴在柔性体模型下的主轴颈、连杆轴颈负荷仿真结果,并根据载荷结果对曲轴进行静强度校核。最后结合由多体动力学软件得到的载荷谱与有限元分析所得的曲轴在各个工况下的应力应变分析结果,以及通过材料的各项属性拟合出的S-N曲线,对曲轴进行了疲劳寿命预测。结果表明:曲轴的静强度及疲劳寿命均达到了工程设计要求,曲轴最危险部位的寿命次数也达到了1013以上,认为曲轴不会发生疲劳破坏。     

Simulation Tools,Modelling and Identification,for an Automotive Shock Absorber in the Context of Vehicle Dynamics

For purpose of simulation of vehicle dynamics, a physical model of an automotive shock absorber has been developed and implemented in several software packages for multibody simulations. In the present paper, the damper model structure is shortly elaborated together with some measurement and estimation techniques to retrieve the model parameters, possibly from dynamometer measurements only. These techniques are illustrated on a shock absorber normally used on the front suspension of a BMW series 7.     

弹性元件对奥迪轿车前悬架力学特性及顺从性的影响

本文分析了奥迪１００轿车前悬架的结构特点，应用多体系统动力学理论和结构力学方法建立了设及导向构件和橡胶铰链弹性变形的悬架多体系统模型，并对其进行了计算分析。探讨了这两类变形元件对悬架力学特性和汽车顺从性的影响。