应用落锤冲击波形评估假人伤害（续2）

4系统模型 在MADYMO软件中建立整车坐标系下的系统模型,X向后,Y向右,Z向上。整个模型如图16所示,包括气囊、假人、安全带和座椅等,模型中车身几何与安全带特性等数据均与系统试验状态一致,气囊为落锤试验中经过验证的模型。加速度波形,如图5所示,该模型经过了整车试验验证。     

汽车膝部气囊设计与优化

针对某车型建立了MADYMO车体模型和膝部气囊模型,并通过试验验证了模型的有效性。利用该模型对安装与未安装膝部气囊情况下假人的运动响应和伤害值进行了仿真分析,研究了膝部气囊在正面碰撞中对假人各部位的影响。根据仿真结果,通过正交试验对初步设计的膝部气囊进行了优化设计,优化后WIC值减小了3.39%,表明膝部气囊对下肢的保护性能得到很大提升。     

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.     

车辆乘员眼部损伤风险仿真评估

基于中国50百分位成年男性人体测量学参数,开发了具有眼组织生物力学响应的中国体征安全假人头部模型。在LS-DYNA软件中验证了跌落标定试验中头部模型的加速度响应,探究了正面碰撞工况下气囊对眼组织损伤的影响。并利用仿真数据建立了归一化能量与眼组织损伤概率的损伤风险曲线。结果表明,在头部跌落仿真试验中,中国体征碰撞假人头部加速度响应高于HybridⅢ假人;在正面碰撞工况下乘员约束系统仿真试验结果表明,当碰撞速度高于55 km/h时,视网膜脱落风险将增大,巩膜von Mises应力、变形量均达到引发眼球破裂损伤的阈值。     

安全气囊对离位乘员损伤影响的仿真研究

基于MADYMO软件的Gas Flow流体计算方法及5百分位Facet假人建立了驾驶员侧气囊模型及5百分位女性假人两种离位情况(OOP)的计算机模型,并通过气囊静态展开试验及假人两种不同位置的试验验证了模型的正确性。在此模型基础上通过改变气囊参数,分析了各参数对两个位置模型人体各部位损伤影响及其灵敏度。仿真结果表明,对离位乘员伤害影响比较敏感的气囊参数依次为气体发生器峰值压力、气袋体积、排气孔大小、织物渗透率、织物杨氏模量及密度。     

正面偏置碰撞试验中驾驶员侧安全气囊的吸能特性

为研究正面偏置碰撞中驾驶员侧安全气囊(DAB)的吸能作用,在10款车型的正面碰撞试验中,测量假人颈部约束力、头部加速度,计算出气囊作用下头部加速度、头部降速和气囊吸收能量。试验结果表明:在气囊作用下,在假人头部伤害允许指标(HIC)低于高性能限值情况下,假人头部平均降速为22 m/s,假人头部x向是主要吸能方向,气囊平均吸收动能为1.1 kJ,占总吸收能量的80%以上;x向吸收能量越高,对颈部保护效果越好。安全气囊的开发应以此为目标。因而,提高气囊在假人头部x向吸能作用,可直接提高气囊刚度,也可通过调整安全带约束强度来实现。     

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。     

基于零部件试验的汽车侧面碰撞假人伤害的研究

为改善某款国产车型的侧面碰撞安全性,基于整车侧面碰撞试验和侧面气囊与车门内饰等零部件冲击试验,建立了该车侧面安全气囊和腹部与髋部侧面碰撞MADYMO子模型.运用侧面碰撞理论模型研究了假人伤害机理和车身各参数之间的相关性,通过计算机仿真,对车门内饰板相关部位的结构和侧面气囊进行了改进优化,并得到零部件试验的验证.结果表明,通过零部件试验的方法能有效降低假人伤害,提高汽车侧面碰撞安全性.     

1.5岁儿童假人颈部伤害预测分析

为解决儿童碰撞试验中P1.5儿童假人颈部伤害数据匮乏,导致相关测评方法、标准制定提出颈部伤害限值困难的问题,本文进行了P1.5儿童假人与Q1.5儿童假人正面碰撞对比试验,建立了假人头颈部受力分析模型,分析假人颈部受力情况,并利用Q1.5儿童假人试验数据完善并验证了模型。应用该方法可预测P1.5儿童假人颈部损伤水平,补充P1.5假人试验中颈部伤害数据的匮乏,增加儿童颈部伤害可用数据量。     

ISOFIX型儿童座椅正面碰撞台车试验的有限元仿真

建立了ISOFIX型儿童座椅的有限元模型,并应用HybridⅢ3岁儿童假人有限元模型,建立了ISOFIX型儿童座椅正面碰撞台车试验的有限元模型,进行了仿真,对比分析了台车试验与有限元仿真的假人动态举动,头部、胸部和髋部的合成加速度波形及假人伤害值.接着用有限元模型对儿童座椅上拉带限力效果进行了评价.结果表明,有限元模型仿真结果与试验结果基本吻合,假人伤害值均在法规指标值以内.上拉带限力虽使头部最大前向移动量有所增加,但仍远小于指标值,且其他伤害值都有不同程度的降低.     

儿童约束系统动态仿真研究及初步参数分析

本文利用MADYMO软件建立包含P系列儿童假人、一款国产汽车用儿童座椅和试验台车的儿童乘员约束系统的计算机仿真模型,并模拟了ECE-R44法规规定的正面碰撞台车试验环境。通过与对应产品的台车碰撞试验结果对比,对该模型有效性进行了验证。同时,在已验证模型的基础上,对儿童座椅及台车试验系统设计参数对儿童乘员响应的影响进行了分析,结果表明儿童座椅的摩擦系数、成人安全带刚度、儿童座椅安全带定位孔孔位置对儿童乘员在正面碰撞中的响应影响较大,通过适当的儿童约束系统设计可以降低儿童乘员在碰撞事故中的受伤几率。     

正面碰撞第二排女性假人伤害影响因素研究

通过对历次第二排碰撞试验结果的统计分析,得出颈部Fz是影响头颈部得分的主要指标。文章采用CAE软件Madymo对假人头颈部伤害的原因进行分析,得出安全带固定点位置、无安全带预张紧器及安全带限力器是第二排女性假人伤害的主要原因。     

不同形式的汽车正面碰撞试验研究及分析

论述国际上几种典型的汽车正面碰撞试验的形式和方法,通过对同一车型和不同车型的碰撞试验假人的伤害指标、车身变形、车身加速度等方面的分析,揭示汽车在不同正面碰撞形式下的碰撞特性,以及现行试验方法存在的问题。     

汽车正撞时后排座椅安全性的CAE分析与改进设计

构建了带假人和安全带等约束系统的汽车后排座椅骨架的多刚体和有限元耦合计算模型,根据欧洲座椅法规ECER17的规定,模拟正面碰撞后排座椅安全性台车试验,对座椅骨架冲击强度和假人动态响应等进行了CAE分析.根据分析结果提出改进方案,并进行相应的仿真和试验验证.     

基于数理分析的假人骨盆运动轨迹研究

以约束系统仿真模型及整车试验数据为基础,对假人骨盆旋转角度与假人骨盆加速度的关系进行研究,运用数理分析方法拟合出计算骨盆旋转角度的数学公式,总结出由整车试验的假人骨盆加速度转化为假人骨盆运动轨迹的方法,解决了通过整车试验录像无法定量分析假人骨盆运动轨迹的难题。为下一步约束系统匹配和参数优化提供基础和依据。     

Similarity of the measured NIC of a BioRID II dummy in car-to-car rear end impact and sled experiments

The Japan New Car Assessment Program (J-NCAP) evaluates the performance of cars in terms of protection against whiplash injuries in rear-end collisions. In the test protocol, a simplified triangular acceleration is applied to the sled. This study clarifies whether biofidelic rear-impact dummy II (BioRID II) measurements obtained for simplified triangular acceleration reflect car-to-car rear-end impacts in real-world accidents in Japan. We conducted a car-to-car rear-end impact experiment and a simplified-triangular-acceleration sled test. Our results indicate that the time series of dummy responses were approximately consistent in the two test conditions. The neck injury criterion (NIC) and maximum acceleration of the head and T1 measured using the BioRID II dummy were similar in the car-to-car and sled experiments. This revealed that the J-NCAP test protocol using simplified triangular acceleration reflects the car-to-car rear-end impact experiment using Japanese cars, in terms of the NIC and maximum acceleration of the head and T1.     

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。     

汽车碰撞过程中加速度特征对乘员损伤的影响分析

针对汽车正面碰撞过程中车身压溃失稳产生初始加速度峰值的特点,提取基本特征,改变峰值大小,构造加速度曲线组,研究峰值变化对乘员安全性的影响。研究表明,车身加速度峰值处于较小范围时,人体综合损伤指标对峰值的变化并不敏感。     

汽车吸能转向机构与驾驶员碰撞的仿真与试验

利用非线性有限元方法建立了可收缩吸能转向机构与驾驶员所组成碰撞系统的仿真模型，深入讨论了碰撞仿真模型初始条件与边界条件的处理方法、材料非线性本构关系的选择、接触对摩擦系数的确定。并按照GB11557规定的要求，对人体模块有限元模型进行了验证。分析计算了吸能转向机构与人体模块碰撞时上下套管间的收缩位移和作用在转向柱上的碰撞力，并通过相应的碰撞台架试验验证了仿真结果的正确性。