公路强制控速设施试验研究

为了研究强制控速设施结构形式(高度和宽度)对重型货车的影响,以8种不同结构形式的强制控速设施为试验对象,采用重型货车进行了实车道路试验,并用五轮仪和32通道数据采集仪记录了实车试验时的试验车速、车轴加速度、车身加速度数据.然后根据振动理论建立了以车轴加速度峰值和车身加速度峰值为因变量,以强制控速设施高度、宽度及试验车速为自变量的非线性三元回归模型,并利用最小二乘法则求出了模型系数的估计值,获得了回归方程,最后对回归结果进行了分析.分析结果表明:车轴加速度峰值和车身加速度峰值与强制控速设施高度成正比;车轴加速度峰值和车身加速度峰值与车速和宽度的比值成二次曲线关系;对于同一强制控速设施宽度,车身加速度峰值曲线最大值所对应的车速为车轴加速度峰值曲线最大值所对应车速的1.65倍.     

基于分析驱动设计的参数化白车身前端结构轻量化多目标优化

利用SFE-CONCEPT建立了车身前端的隐式参数化模型并与车身后部的有限元模型组合成白车身模型,采用模块化方法将各分总成组成整车模型。对整车模型进行正撞安全仿真并与实车试验进行对比,验证了整车正撞安全仿真的有效性。通过编辑批处理脚本文件提取加速度峰值等正撞安全参数,真正体现"分析驱动设计"的理念。选择参数化白车身前端6个形状变量和7个板件厚度作为轻量化优化的设计变量,试验设计选用优化拉丁超立方算法生成样本点,实现Kriging近似模型的自动生成和精度验证。采用第二代非劣解排序遗传算法(NSGA-II)进行优化,得到妥协解集,最终选取白车身前端质量最小的妥协解作为优化解。优化后白车身前端质量减轻7.02%。轻量化优化后其性能基本不变,左右侧加速度峰值分别降0.99%和1.31%,左右侧加速度平均值分别增大15.41%和8.67%,车门变形量有増有减,最大变化率为10.6%。     

车辆结构噪声传递特性及其峰值噪声成因的分析

本文对发动机怠速工况下车身结构噪声的传递特性和峰值噪声的成因进行研究。采用力锤敲击法,测量从悬置被动侧加速度至驾驶员右耳的噪声传递函数,导出从加速度至声压的传递函数,再根据发动机怠速下悬置被动侧的加速度激励,高精度合成了驾驶员右耳处的总声压并研究路径传递噪声的贡献。结果表明,总声压是频域中所有路径传递声压的叠加,与路径传递声压的幅值与相位均有关,路径传递声压对总声压的贡献有正负之分。最后识别出主要的传声路径,并利用动刚度曲线、噪声传递函数曲线和悬置的加速度谱,对路径的峰值噪声成因进行了分析。     

全铝车身电动轿车正面碰撞仿真和优化

为研究全铝车身电动轿车正面碰撞的耐撞性,应用ANSA建立了全铝车身电动轿车的有限元模型。依据C-NCAP对车身加速度、碰撞速度、车门变形量指标的规定,在LS-DYNA中对所建的全铝车身电动轿车的有限元模型进行了正面100%重叠刚性壁障仿真碰撞试验。试验结果表明:全铝车身电动轿车在正面碰撞过程中车身加速度大,在0.033 s时加速度达到最大值59.6g,高于C-NCAP指标中的目标值50g;前侧车门的最大变形量为41.72 mm,高于C-NCAP指标中的目标值40 mm。针对全铝车身电动轿车正面碰撞存在的问题,设计使用4因素3水平的标准正交矩阵,对全铝车身电动轿车的车身结构参数进行了优化调整。利用LS-DYNA依次进行仿真计算分析,确定了各因素对车身加速度影响的主次顺序;对仿真结果进行极差分析、方差分析和显著性分析,获得了最优方案,即前防撞梁厚度3 mm,吸能盒厚度3.5 mm,前纵梁厚度2.8 mm,前防撞梁材料7003。优化结果表明:与基础模型方案相比,优化后车身加速度降低了23.8%,前侧车门变形量减小了9.6%,增强了全铝车身电动轿车的耐撞性,为全铝车身电动轿车正面碰撞安全的设计与改进提供了依据。     

轿车侧面柱碰撞和可变形壁障碰撞试验研究

为研究侧面柱碰及侧面可变形壁障碰撞试验特点,选取某B级轿车分别进行了Euro-NCAP中侧面柱碰试验和C-NCAP侧面可变形壁障（AE-MDB）试验。分析了车身加速度以及假人伤害特点,结果表明：侧面柱碰撞相比可变形壁障碰撞对乘员有更大的损伤风险,车身加速度更大,车身侵入量更大、局部变形更严重。为减少侧面碰撞伤害,需要增加碰撞侧车身局部强度,避免小区域重叠刚性碰撞。     

泡沫铝填充门槛横梁改善汽车侧碰安全性研究

汽车发生侧面碰撞时,主要通过车门结构件、门槛横梁、底板、B柱等结构件进行能量传递或自身的变形来吸收碰撞能。合理的侧面结构和新材料应用,是提高汽车侧碰安全的有效途径。基于泡沫铝材料在静压和冲击状态下的特性研究,将泡沫铝复合结构优化后填充到门槛横梁中,在不同速度下进行有限元模型碰撞仿真分析,对优化后车身与原车的侵入量和加速度峰值进行对比,研究泡沫铝复合结构在不同速度碰撞下改善汽车抵抗碰撞的效果。结果显示,泡沫铝复合结构在3种速度碰撞中均达到了较好的减少侵入量和降低加速度峰值的效果。     

汽车纵向加速度运动模型分析研究

为分析汽车行驶时的纵向加速度变化情况及影响因素,运用七自由度汽车振动模型分析了前、后车轮和车身不同方向的振动受力情况,再根据路面不平度模型的空间频率功率谱密度和时间频率功率谱密度分析,结果表明,汽车在三级公路-E级路面以60 Km/h的速度行驶时,车身加速度跳动范围最大,最大值为5.92 m/s2。研究的内容和方向,为汽车运动学和汽车平顺性的研究及优化设计提供一定理论依据。     

基于提高后碰性能的车身结构优化

为提高乘用车后碰发生时乘客的安全性以及避免燃油泄露,对某款车后纵梁采用分段式设计、合理布置吸能筋及增加后纵梁加强板等优化车身结构设计的方法,使后排R点侵入量由优化前的125mm低为44mm,最大加速度值由24g降低为18g,加速度峰值时间较优化前延迟5ms,同时同一位置处最大截面力由80kN减小为58kN,后碰性能明显提升,通过CAE仿真分析及实车验证,该设计方法符合法规要求,为处理类似车身结构设计问题提供了参考。     

出口客车车身结构强度的倾翻仿真试验

为研究客车倾翻试验后的车身结构强度,本文采用计算机仿真方法建立某客车的仿真分析模型,将仿真结果的车身变形、各立柱变形量、加速度响应等与试验结果对比分析,验证仿真分析模型的可靠性,并基于此对车身结构提出改进设计方案。     

大客车正面碰撞的仿真及改进研究

以某6120型大客车为研究对象,基于UG、ANSYS/LS-DYNA等仿真软件平台及有限元分析理论,建立了车身结构有限元模型。根据大客车车身结构特点,进行了初始速度为50 km.h-1的正面碰撞有限元模拟仿真研究,得到了正面碰撞的车身结构变形。针对驾驶区压溃严重,驾驶员生存空间变小的情况,对前部车身骨架及底架结构进行了一定的改进设计。仿真结果表明:改进后驾驶区的变形适度减小,质心加速度和驾驶员座椅处典型测点的加速度最大值都有所减小,改进设计取得了一定的成效;该改进方法对大客车车身结构正面碰撞的安全性设计及后续的相关研究具有参考和应用价值。     

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.     

A级车正面全宽碰撞试验中假人小腿伤害研究

在C-NCAP中,通过小腿轴向力和小腿性能指标评价对假人小腿的伤害。通过对A级车在正面全宽碰撞中假人小腿与大腿轴向力间关系的研究可知,小腿轴向力曲线通常为"W"形,其第1个峰值出现时刻为腿部与仪表板等发生碰撞时刻,峰值大小由之前腿部运动情况决定;小腿的性能指标曲线基本为"M"形,在车身前端刚度较大的碰撞情况下,性能指标由"M"曲线的第1个峰值确定;在车身前端刚度较小,脚下地板发生严重变形的碰撞情况下,性能指标由"M"曲线的第2个峰值确定。     

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.     

应用落锤冲击波形评估假人伤害（续1）

建立了落锤试验的CAE模型,并通过不同气囊参数的落锤试验结果进行了模型的验证。基于落锤CAE模型的结果和系统模型中假人伤害的结果分析了落锤试验中的落锤加速度与系统试验中假人伤害的关系,通过数据分析得到落锤加速度与对应系统的假人头部伤害之间存在明显的线性相关性,从而验证了应用落锤进行假人伤害评估的可行性,为系统试验前初步评估不同气囊对假人伤害的影响提供了一个有效的方法。     

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。     

正面全宽碰撞试验中假人胸部伤害研究

通过台车试验,对受方向盘角度影响和座椅刚度等影响下的几种典型的胸部伤害情况进行了分析研究,指出了在无安全气囊或气囊作用偏弱的情况下,方向盘的水平角度一般时容易造成胸部加速度偏大,方向盘水平角度偏大时容易造成胸部压缩变形量偏大;另外,也指出了碰撞中,坐垫的深度偏大和前端刚度偏强时容易增大假人胸部伤害,坐垫前端刚度偏弱时导致假人下沉可造成胸部伤害指标提高,这为约束系统的匹配提供了参考。     

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。     

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。     

侧碰试验中车门运动与假人伤害响应的相关性

根据侧碰撞试验中车门的运动特点,将车门运动的速度曲线简化为双速度平台曲线,使得车门运动对乘员伤害的影响可用接触时间、过渡段斜率及第2速度平台3个特征参数的变化完整地描述.利用MADYMO仿真软件建立了侧碰撞台车模型,研究了3个特征参数与侧碰撞假人伤害值响应的相关性.