汽车侧碰中后向式婴儿座椅设计参数的仿真研究

运用子结构的建模方法建立了侧碰时的婴儿约束系统模型,该模型包括后车门总成模型、汽车后排座椅模型、婴儿安全座椅、P3／4假人模型、后排座椅安全带和婴儿座椅安全带,并运用规定结构运动的PSM方法定义车门总成的运动,在此基础上研究侧碰撞中婴儿安全座椅的设计参数对P3／4婴儿假人动力学响应及其损伤的影响。仿真结果表明：坐垫刚度和安全带刚度对婴儿假人损伤影响较大、坐垫摩擦系数对胸部加速度和颈部损伤影响较大。     

小空间车型第2排乘员保护性能优化

为了研究小空间车型第2排乘员在正面碰撞过程中受到的伤害,利用仿真分析的手段,对比分析了不同的车体碰撞波形、乘员布置空间以及约束系统性能参数对第2排乘员伤害的影响,确定了安全带限力等级、车体碰撞波形及第2排座椅坐垫的布置角度是影响第2排乘员保护安全性能的关键因素.针对第2排乘员布置空间较小的车型,在保证第2排假人头部伤害满足目标要求的情况下,减小安全带的限力等级,增大第2排假人头颈部及胸部的前移量,以降低假人颈部及胸部的伤害,从而有效改善了第2排乘员的伤害情况.     

正面碰撞试验中坐垫刚度均匀性对乘员伤害影响研究

为提高汽车座椅坐垫的安全性,对坐垫刚度前后一致和前高后低的两款座椅进行了台车试验研究,结果表明,坐垫刚度前高后低将会造成乘员骨盆发生"二次碰撞",导致乘员的胸部加速度幅值和压缩变形量增高,颈部张力增大,同时带来安全气囊触底风险,最终造成乘员上半身的伤害相应加重。因此在选配座椅时,应尽可能选择坐垫前、后刚度接近的座椅。     

某车型正面碰撞乘员颈部保护性能提升

某车型在正碰开发试验过程中,驾驶员颈部伤害值不满足正面碰撞的乘员保护法规。通过分析假人颈部伤害机理、假人运动情况和安全带等约束系统部件的工作情况,得出造成颈部伤害的因素主要是安全带对假人躯干的约束效果差,正面气囊刚度偏大。通过取消安全带限力装置,调整正面气囊的刚度,最终实车试验验证颈部伤害值满足法规要求。     

对某车型两种侧面撞柱试验假人伤害研究

在L车型开发过程中,用ES-2型假人分别进行了FMVSS214和E-NCAP侧面撞柱试验。FMVSS214试验柱壁障从车辆碰撞侧偏前位置斜向侵入,E-NCAP试验柱壁障从碰撞侧垂直侵入。两种柱壁障侵入方式最终造成FMVSS214中假人向碰撞侧倾斜不明显,上半身受力时序依次为身体的上、中、下,且试验中座椅侧翼阻尼作用小,侧面安全气囊腹部位置易发生触底;E-NCAP中假人上半身有明显向碰撞侧倾斜现象,上半身受力时间比较接近,且座椅侧翼起到一定保护作用。试验结果表明,与现在执行的E-NCAP相比,在用ES-2型假人碰撞下,FMVSS214试验中假人胸部伤害相对偏小,腹部伤害相对偏大;在2015版E-NCAP侧面撞柱试验调整方案实施时,约束系统开发需要提高对腹部的保护作用。     

温度变化对 HIII-50%假人胸部位移的影响

为了研究温度对 HIII-50% 胸部位移的影响，在不同温度下，分别进行了 2 组假人胸部标定及实车碰撞对比试验。试验结果显示，假人在环境温度下存储较长时间 （5 h） 后，胸腔温度才和肋骨的真实温度接近。温度变化可以改变假人胸部刚度，导致胸部位移的变化。假人胸部刚度自身存在差异，温度对每个假人胸部位移变化量的影响也不同，每变化1 ℃对胸部位移产生的影响在1.15 mm左右。胸部刚度的稳定性导致胸部位移产生的偏差占50%左右。因此，在碰撞试验中，应该全流程严格控制环境温度以满足法规要求。假人胸部位移数据产生偏差时，应考虑假人胸部刚度稳定性和温度两个因素。     

正面碰撞中车体B柱加速度与安全带选配间的关联性研究

根据近似程度,将正面碰撞试验中车体B柱(x向)加速度波形分成前低后高、前高后低2种阶梯形类型,研究了2种波形在假人相对车体运动中的表现及对假人胸部造成的伤害,并推导出理想B柱加速度波形。对3种波形下安全带的选配进行研究,指出在安全带选配时,应从腰带能够平衡假人相对运动、肩带能够调节假人运动姿态角度出发进行考虑,并具体指出了各波形下安全带的选配方向。     

正面碰撞事故中乘员下沉对乘员伤害影响的研究

通过对正面碰撞事故中乘员下沉的运动情况进行分析,以及正面碰撞试验结果的比对分析,指出了因坐垫骨架刚度不够等原因,在碰撞中造成乘员有下沉现象时对乘员伤害的影响。     

车体“刚度”在正面碰撞中对人体伤害影响的研究

将汽车B柱加速度曲线反映的车体碰撞性能定义为车体"刚度",对车体"刚度"在实车碰撞中对假人伤害的传递过程及台车试验中复现的精度对假人伤害结果的影响进行了研究.通过对"刚度"在正面碰撞试验中对假人运动的影响分析和对骨盆受力情况的分析,指出了试验中假人对车体的相对加速度曲线是一近似正弦波.同时,进行了车体"刚度"曲线在台车试验中的应用研究,指出了在台车试验中应复现的最佳曲线及校核方法.     

正碰中安全带集中对胸部变形量影响及D环的改进

在汽车正碰试验中,在安全带高度调节器的上部导向环(D环)处,常发生安全带集中现象,这使得假人胸部伤害加重。对某款车,进行了2次台车试验:一次是安全带动作正常,另一次是D环处安全带发生集中。试验研究了D环摩擦力、肩带力、假人胸部变形量、假人胸部刚度。结果表明:安全带集中,导致了D环摩擦力增大,肩带力增加500 N;肩带力快速的上升,降低了假人胸部刚度;胸部变形量提高约20%。因此,为防止安全带集中,新的安全带结构设计时,应尽量减小D环摩擦力。     

汽车正面碰撞中驾驶员侧约束系统的可靠性优化

采用MADYMO仿真分析软件建立了某车型正面碰撞的驾驶员侧约束系统仿真模型;针对原始模型因假人碰撞转向盘造成的计算结果的不连续性,通过修正模型提高了乘员损伤值响应面的精度;考虑了系统中存在的随机性,对安全气囊和安全带的主要参数进行了可靠性优化,有效减小了正面刚性墙碰撞中假人的损伤值,并使乘员约束系统满足可靠性的设计要求...     

Occupant injury risk analysis at NASS/CDS database

Injury information for vehicle occupants from the body regions of the head, thorax, abdomen, and upper and lower extremities, due to the restraints and interior parts of the vehicle, were extracted from the 2009 ~ 2012 NASS/CDS database. For those cases with high occurrence frequency, a detailed and comprehensive data analysis was performed to find the relationship between the accident, occupant, vehicle, and injury data. A numerical frontal impact sled model with the Hybrid III dummy and the GHBMC human body model was constructed to simulate and identify those injury risks according to NASS/CDS. Among the 5,734 injuries to the aforementioned body regions from frontal crashes are, listed by frequency of occurrence, the lower extremity (27.8 %), upper extremity (21.3 %), thorax (15.1 %), face (10.9 %), spine (8.7 %), head (7.3 %), and abdomen (6.9 %). The main injury sources to the head were the windshield, side structure, and steering wheel. For the thorax and abdomen they were the seat belt and steering wheel. For the lower extremity it was the instrument panel. The main injury patterns for the head were the concussion and the contusion. For the thorax they were vessel laceration and lung contusion. For the abdomen they were laceration and contusion of the organs. For the lower extremity they were bone fracture and ligament rupture. The steering wheel and seat positions were main factors affecting head and thorax injury risks. From the sled impact simulation, high injury risks of the head and thorax were assessed respectively at conditions of steering column tilt down and rear most seat position, which correlated well with the findings from the NASS/CDS data analysis.     

吸能转向柱临界压缩力的设定

为防止或减少汽车碰撞对驾驶员的伤害,吸能转向柱得到广泛应用。文章通过对安全气囊气体发生器的反作用力和碰撞时方向盘下缘所受撞击力的分析,结合碰撞中不同情况下乘员头部和胸部对转向柱的撞击情况,确定了不同工况对吸能转向柱临界压缩力设定的影响,并最终指出如何结合安全带的选用及安全气囊的匹配情况来设定吸能转向柱的临界压缩力。     

汽车操纵稳定性的中间位置转向试验

操纵稳定性中间位置转向试验最初是由美国德尔福公司制定的，是汽车在高速行驶条件下操纵性和稳定性的重要评价方法。通过试验的原始数据可以绘制出转向盘转角与侧向加速度、转向盘力矩与侧向加速度、转向盘力矩与转向盘转角等多条特性曲线，以作为不同的评价指标。以CAll41载货汽车作为实例分析，发现该车转向干摩擦偏大，转向刚度偏低，高速行驶时的非线性路感不够理想。     

正面碰撞时轿车后排乘员的保护

为提高轿车后排乘员在发生正面碰撞时的安全性,文章利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立包括某轿车车体、安全带和假人的乘员约束系统正面碰撞模型,并与碰撞试验结果进行对比,验证了模型有效性。利用该模型对安全带形式和座垫角度对乘员的HIC、胸部3ms加速度和左右大腿力等损伤值的影响进行了比较,表明使用3点式安全带同时匹配座垫倾角25°的方法,能使头部损伤下降59%,胸部伤害下降20%,腿部损伤下降70%,有效提高后排乘员的安全性。     

女性汽车驾驶员正面碰撞伤害分析及安全性能优化

本文利用MADYMO软件对第5百分位女性驾驶员在50km/h正面碰撞中的表现进行了仿真,对转向管柱角度、安全带限力等级、安全气囊点火时刻以及安全气囊排气孔大小等因素对女性驾驶员伤害的影响进行了分析,并对女性驾驶员的正面碰撞安全性能进行了优化。     

假人主要伤害值对等效双梯形减速度曲线的灵敏度分析

文中利用同时配置气囊和安全带、只配置安全气囊以及只配置安全带的3种不同正碰台车试验的MADYMO数学仿真模型,分析了等效双梯形曲线不同特征参数对假人头部HIC值、胸部3ms累积加速度以及胸部变形量等3种伤害值的影响.     

基于多学科优化的正碰约束系统参数设计

约束系统是汽车被动安全的重要组成部分,为提高约束系统的有效性,以Hybrid III 50th男性假人在100%重叠正面碰撞工况下的得分为基础进行多学科优化分析,得到了安全带及安全气囊参数与假人胸部、小腿之间的变化关系。并通过调整安全带和安全气囊参数,得到了最优参数匹配,使假人得分从14.12分提高到14.46分,有效提高了假人得分,对约束系统参数设计具有一定的参考意义。     

汽车正面碰撞试验中后排乘员伤害特性的研究

提出了正面碰撞中后排乘员假人伤害的试验方法和评价指标。通过分析10个车型正面碰撞试验结果,得出了正面碰撞中后排乘员头部、胸部和大腿等部位的伤害特性。