基于车身变形的汽车碰撞仿真研究

利用碰撞车辆的车身变形计算在碰撞过程中损失的变形能,进而建立汽车碰撞速度计算模型,并利用VB语言编制了仿真计算软件,实现了对汽车二维碰撞前后速度的仿真计算。通过对实际案例的仿真计算,验证了该方法的有效性。     

汽车与防撞护栏的碰撞运动研究

对防撞护栏与汽车工作特性以及防撞机理进行分析,并分析现有计算碰撞力的原理和方法,修正考虑汽车局部变形和护栏变形共同影响的修正的质量一弹簧模型,确定车辆和防撞护栏系统动力方程,给出在汽车冲撞过程中护栏所受碰撞力的计算表达式,求解碰撞力,并与实车碰撞结果进行比较和分析.对合理设计新型防撞护栏提供了重要的依据.     

汽车错位碰撞事故再现分析模型研究

为了对汽车错位碰撞事故的仿真再现分析提供理论算法,在分析传统一维碰撞动力学模型的基础上,总结了其应用局限性.利用经典力学原理,构建了汽车错位碰撞动力学模型与运动轨迹模型.以实际事故案例为对象,分别利用上述模型与PC-Crash软件进行案例分析.将二者的再现分析结果进行了比较,同时与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.对比分析结果表明,再现得到的汽车转动轨迹与现场痕迹一致,模型适用于小偏心错位碰撞的事故类型.     

汽车错位碰撞事故再现分析模型研究

为了对汽车错位碰撞事故的仿真再现分析提供理论算法,在分析传统一维碰撞动力学模型的基础上,总结了其应用局限性.利用经典力学原理,构建了汽车错位碰撞动力学模型与运动轨迹模型.以实际事故案例为对象,分别利用上述模型与PC-Crash软件进行案例分析.将二者的再现分析结果进行了比较,同时与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.对比分析结果表明,再现得到的汽车转动轨迹与现场痕迹一致,模型适用于小偏心错位碰撞的事故类型.     

事故车辆三维翻滚运动的轨迹模型

为了再现汽车三维碰撞事故,构建了车辆三维坐标系,根据碰撞冲力矩与反向重力矩的关系,推导了车辆纵向倾覆与横向翻滚的临界条件.利用运动学理论及动能转化关系,构建了地面反力作用下的车辆翻滚轨迹模型.以实际事故为案例,利用基于上述模型开发的事故再现分析系统与PC-Crash软件进行再现分析,并与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.结果表明,模型再现得到的车辆静止位置及姿态与事故现场一致,再现轨迹除小客车左前轮曲率略小于实际残留痕迹外,其余轨迹与现场痕迹一致.      

碰撞前车速计算误差的成因及处理方法

为准确计算汽车碰撞事故碰撞前车速,基于动量守恒定理的汽车碰撞事故模型,在事故分析中采用反推法求解. 根据事故现场勘查信息,应用运动学公式计算碰撞后车速,再将碰撞后车速代入模型计算碰撞前车速. 以实车碰撞试验对模型计算结果进行检验后,发现用模型计算的碰撞前车速存在误差. 为此以实车碰撞试验为对象,根据模型的求解过程和误差的传递过程,研究了碰撞前车速误差的成因和处理方法,以提高交通事故分析的准确性. 首先,应用矩阵理论研究了碰撞前车速误差的形成原因;其次,应用反推迭代算法建立了碰撞前车速误差的处理方法;最后,通过实例应用验证了该方法的可行性. 研究结果和实例应用表明:用运动学公式计算碰撞后车速所产生的误差是造成碰撞前车速误差的决定性原因,只需对碰撞后车速误差进行简单的1次处理就能使应用该模型计算碰撞前车速所产生的误差归0.      

列车吸能系统空行程对列车碰撞性能的影响

为研究列车吸能系统空行程对列车碰撞吸能的影响,以某地铁车辆为研究背景,分别采用一维能量分配方法及三维整车碰撞模拟仿真方法,建立碰撞有限元模型,进行一辆地铁列车以25 km/h小时速度撞击相同静止列车的分析计算,研究吸能系统空行程对整车碰撞吸能的影响.结果表明,吸能系统空行程越大,列车对车辆前端主吸能单元吸能能力要求越高,对头车二位端中间吸能单元吸能能力要求越低.     

车辆与缆索护栏碰撞的简化计算模型

汽车与缆索护栏碰撞是一个极为复杂的力学过程,影响其动力反应的因素很多。碰撞后的护栏系统如横梁、立柱、地基的变形情况以及碰撞车辆的变形、运动轨迹、倾覆等情况也极为复杂,而且有很大的随机性。根据缆索护栏的受力特点,对碰撞过程进行适当的假设,建立车辆与缆索护栏碰撞的简化计算模型,可为高速公路护栏的设计、施工提供借鉴。     

汽车与自行车碰撞事故重建研究

汽车与自行车碰撞事故重建主要包括传统模型、经验模型和基于PC-Crash和Madymo软件的多刚体动力学仿真模型3类,分别用3类模型对国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中一起汽车与自行车碰撞事故案例进行了事故重建,对各模型的相关参数进行了对比。研究结果显示:多刚体动力学模型能够较好地还原事故的碰撞过程,重建事故过程中的碰撞车速、碰撞对应关系、人员损伤等;基于Madymo软件的仿真模型能够更好地重建骑车人损伤的详细事故过程。     

转动惯量误差对汽车碰撞模型计算结果的影响

为了有效控制车辆转动惯量误差对汽车碰撞模型计算结果的影响,应用摄动理论分析了车辆转动惯量误差对模型计算结果的影响规律.应用碰撞前车速曲线平均斜率、车速方向角曲线平均斜率和角速度曲线平均斜率,研究了车辆转动惯量误差对模型计算结果的影响程度.根据影响程度能够确定满足模型计算结果精度要求的车辆转动惯量取值范围.研究结果表明:当限制车辆转动惯量误差在7.94%范围内时,模型计算结果相对误差5%.      

新型非导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重度,参考国内外相关标准．依据我国交通流特性,提出非导向防撞垫碰撞试验条件与评价标准,采用理论分析和实车碰撞试验相结合的技术手段．开发出一种新型非导向防撞垫．结果表明,开发的防撞垫能够防护1．5t小型车辆60km／h正面碰撞,碰撞后车辆姿态良好,车体重心X,y,Z三方向加速度最大值分别为18．9g．4．2g,6．1g．防撞垫最大动态变形为1234mm．非导向防撞垫满足评价标准要求,可弥补护栏端部安伞漏洞．     

山区双车道公路机动车碰撞事故严重度致因比较分析与预测

以云南山区双车道公路1740起碰撞事故数据为基础,将事故数据分为机动车与机动车、机动车与摩托车、机动车与非机动车3种类型,事故严重度划分为仅财产损失、轻伤、重伤或死亡事故3个等级,分别用部分优势比模型和有序Logit模型建立3类机动车碰撞事故严重度分析模型,对比分析不同等级事故的显著影响因素和模型的预测准确率,分析部分优势比模型自变量的边际效应。结果表明：不同交通方式下机动车碰撞事故严重度的影响因素存在明显差异,对比有序 Logit模型,部分优势比的事故分析模型刻画了不满足比例优势假设的自变量,机动车与机动车、机动车与摩托车、机动车与非机动车碰撞事故的平均预测准确率分别为 78.29%、73.63%和 72.04%,分别提高14.54%、5.65%和3.32%。研究结果可为山区公路运营管理部门开展事故风险主动防控提供决策参考。     

汽车追尾碰撞保险杠结构的力学特性

针对交通事故中汽车的碰撞问题,运用动量守恒定理和能量守恒定律着重研究了汽车追尾碰撞情况下,汽车碰撞前部主要的结构吸能的优化方法。基于非线性ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分析了在车辆的前纵梁部分薄壁梁表面开矩形吸能孔的可行性,取得了优化的薄壁梁的有限元模型,并利用得到的优化模型进行了保险杠碰撞的力学分析。     

某越野车车架耐撞性仿真分析

依据C-NCAP中100%重叠正面冲击固定刚性壁障试验规定,应用HyperWorks软件建立某越野车车架正面碰撞仿真计算模型,并应用ANSYS/LS-DYNA软件进行求解计算。在此基础上,对某越野车车架进行耐撞性仿真研究,并从车架碰撞变形、碰撞加速度和碰撞速度等方面对仿真结果进行分析。结果表明,车架前部纵梁发生理想的纵向有序的褶皱变形,车架类S型梁的拐角部分发生弯曲变形,且碰撞加速度曲线和碰撞速度曲线并非理想,说明车架结构有改进空间。     

Application of conservative surrogate to reliability based vehicle design for crashworthiness

Surrogate models are commonly used for approximation of large computationally expensive vehicle crash simulation to facilitate rapid design space exploration and optimization. Unfortunately, the optimum design based on surrogates may turn out to be infeasible after running finite element crash simulation due to the surrogate errors. To meet this challenge, conservative strategy of surrogate modeling through compensating fitting errors was used for reliability based design optimization of vehicle structures for crashworthiness and weight reduction. The critical crash responses were constructed by unbiased kriging models, and conservative surrogates were obtained via adding safety margin to estimate the crash responses conservatively. The benefits of using conservative surrogates for reliability based design optimization were investigated in the context of constraint feasibility of the optimum designs through a mathematical example and a case study on vehicle crashworthiness design. The results demonstrate that optimization based on conservative surrogate helps to achieve the feasible optimum design, showing more attractive for reliability based design optimization in engineering applications.     

不同车型与波形梁护栏数值碰撞的仿真模拟分析

为了检验不同波形梁护栏对于即将冲出路外的大客车的拦阻作用的有效性和阻拦效果较好的护栏对半挂车的阻拦效果,分别建立大客车、半挂车和波形梁护栏的有限元模型,在动力学范畴内利用计算机仿真软件完成大客车、半挂车与波形梁护栏的碰撞实验,并通过动力学计算软件LS—DYNA3D,在该软件环境下完成车辆一护栏之间的碰撞大变形计算。在得到试验结果后,用HyperView提取结果文件,观察车辆和护栏的变形、云图、瞬变以及速度衰减历程曲线。最后对得出的碰撞实验结果数据进行对比分析,以较为真实反应车辆和护栏碰撞的发生机理．并为弼f．有护栏提出政善提供依据．     

基于数值模拟的薄壁构件碰撞性能研究及焊接影响

利用ANSYS/LS-DYNA的显式有限元方法对4种典型车用薄壁构件进行正碰碰撞仿真,根据所得的变形模式、冲击力、速度等一系列特性参数,分析了其吸能规律,比较了不同构件耐碰撞性能的优劣,为车辆耐碰撞性能的设计奠定了理论基础。同时对焊点的仿真进行了讨论,分析了连接失效对碰撞性能的影响。     

高速公路车速离散性与事故率的关系研究

结合我国九条高速公路连续一年的交通事故数据和车速数据,对速度的离散性与交通事故率的关系进行统计研究。研究表明,事故率与速度的离散性存在着明显的相关性。根据速度与事故率的散点分布,对其进行多种模型拟合,通过方差分析F值的显著性水平,以及判定系数R^2的修正、判断,得出事故率与车速标准差的指数分布模型,对高速公路的交通安全具有积极的意义。     

列车部件撞击序列图像运动分析方法

为了精确分析车辆部件的撞击过程,采用变模板匹配技术,对撞击标识点进行特征识别,在对搜索区域进行运动方向和运动速度预测的基础上,提出了列车部件撞击序列图像运动分析方法。该方法不仅能显示动态变形过程及最后的残余变形,还能对特定目标或通过鼠标动态选择的目标进行标识跟踪,并计算出目标的位移、速度及加速度,然后以曲线、图表、数据等形式输出。对铝合金圆管试件的撞击序列图像的分析表明铝合金圆管的变形是从冲击端开始有序向约束端纵向进行,共形成七个皱褶,俯视图呈六边形,最大压缩量为230.9 mm,整个塑性变形过程持续64 ms,表明铝合金结构部件具备良好的塑性流动性,是比较好的车辆用吸能部件,说明该测试方法可行。