基于OLC拐点的车体结构较优设计

基于OLC理论,研究了正面碰撞中车体结构设计与乘员损伤的关联性。基于56 km/h正面刚性壁障(Frontal Rigid Barrier,FRB)碰撞工况,通过二阶波简化得到一阶加速度a_1、二阶加速度a2、动态位移D三个车体结构设计指标。分析了不同车体结构设计指标与OLC的关系,发现在D不变的情况下,当a_1≤215.82 m/s²时,随着a_1的增加,OLC呈现降低的趋势;当a_1> 215.82 m/s²时,OLC呈现增加的趋势,OLC存在明显"拐点";a_1不变的情况下,OLC随着D的降低呈现降低趋势。基于对标模型分析了不同车体结构设计指标下的乘员损伤,发现乘员损伤与OLC的变化趋势保持一致,同样存在"拐点现象"。采用线性拟合,乘员损伤与OLC的决定系数R~2为0.95。为验证"拐点现象"的普适性,继续研究了50 km/h FRB碰撞工况下的现象,得到同样结论。研究结果指导了某款车型的车体结构设计。     

后排女性假人下潜控制设计方法研究

为了控制后排女性乘员下潜现象的发生，避免设计验证阶段出现重复设计，根据设计变更难易程度将下潜影响因素分为不可变因素和可变因素，提出了概念阶段优化不可变因素和设计验证阶段优化可变因素相结合的防下潜设计方法。结合某平台车型，对安全带点位和防下潜结构位置等不可变因素进行了分析，结果表明安全带点位和防下潜结构位置对下潜影响大，基于分析结果提出了不可变因素量化的设计要求。基于优化好的不可变因素，对防下潜结构的强度、安全带配置等可变因素进行了定性分析，结果表明防下潜结构强度、安全带配置对下潜影响大，并提出了可变因素设计要求。在整车项目开发中对6 种设计要求分别进行了整车试验验证，下潜问题得到解决。     

车辆偏置碰撞中乘员头部惯性伤降低研究

车辆碰撞事故中乘员头部大且持续时间长的转动加速度会造成弥散性脑损伤,NHTSA2018版征求意见稿中提出用BRIC考察这种损伤。统计了美国市场部分车型中BRIC值,评价最差的工况是90km/h OMDB工况,获得优秀评价的比例为33.33%。通过对BRIC值评价优秀车型的分析,认为驾驶员头部在侧气囊和DAB之间稳定滑过是一种较好的保护模式。为验证分析结论,首先建立了OMDB工况下的驾驶员侧模型;研究了DAB、侧气帘、转向管柱对BRIC值的影响;仿真结果表明:a)侧气帘厚度过大过小都不利于BRIC值的降低;b)DAB直径增大有利于增加保护在区域;c)DAB刚度过大过小都不利于BRIC值的降低;d)DAB拉带变长有利于BRIC值的降低;e)转向管柱的溃缩,不利于BRIC值的降低;通过上述方案优化,BRIC值可从0.89降低至0.69,降低幅度可达20%。然后基于仿真优化方案进行了滑台试验,试验结果表明,BRIC值为0.64,与预测值0.69较为接近,预测精度为92.8%。最后基于滑台验证了乘员头部与侧面气帘接触区域平整度对BRIC值的影响,侧面气帘变薄后BRIC值从0.64增加为0.84,影响显著。     

基于ABAQUS的汽车座椅安全带固定点强度分析

建立汽车白车身、座椅以及安全带系统的有限元模型,应用ABAQUS软件的Explicit求解模块,完成某轿车后排座椅安全带固定点强度仿真分析,并进行相关试验.试验结果证明了仿真分析的有效性.该方法可为类似的一些规模较大的、隐式积分收敛比较困难的准静态强度分析提供参考.     

基于弯扭刚度的某轿车车身梁结构灵敏度分析

讨论车身梁结构灵敏度分析对整车性能控制的重要性;简要介绍结构灵敏度知识;描述有限元参数化模型的建立过程;详细研究灵敏度分析结果;确定对弯扭刚度影响较大的梁及其截面属性。     

基于均衡支撑的小腿保护理念

为了实现碰撞发生时对驾驶员小腿的较优保护，提出了均衡支撑小腿的保护理念。根据该保护理念，提出了脚跟支撑设计和油门踏板基座加宽设计两种方案。结合某两款车型开发过程中的驾驶员右脚受伤严重问题，基于完成小腿损伤对标的整车有限元模型，对比了两种方案的保护效果，并实现了两种方案的量产设计及整车试验验证。结果表明，基于整车有限元模型的小腿损伤模拟精度可达90%，脚跟支撑设计对驾驶员右脚形式一和形式二伤害改善幅度为36%和39%，油门踏板加宽设计对驾驶员右脚形式三伤害改善幅度为69%。该两款车型在2015版C-NCAP评价中小腿得分率在90%以上，基于均衡支撑保护理念的方案可以较好地解决碰撞中的小腿受伤问题。为了更好地指导概念设计，基于均衡设计理念提出了满足驾驶员右脚保护的地毯和油门踏板设计要求。     

基于关联性量化的碰撞安全性能正向设计

基于美国新车评价规程(US-NCAP)研究了碰撞减速度波形与乘员损伤的量化关系,建立了标准约束系统仿真模型,以一阶加速度G_1、二阶加速度G_2、动态位移D为车体结构设计指标,胸部压缩量为乘员损伤指标,分析获得了不同结构下乘员损伤指标变化规律:D不变的情况下,当G_1≤22g时,G1每增加1g,胸部压缩量降低2 mm,当G_122g时,其对胸部压缩量影响较小;G_1不变时,D每增加10 mm,胸部压缩量降低1 mm。以量化关系预测为基准,在某车型胸部压缩量优化过程中对量化关系进行了验证,结果表明,该模型预测精度为98%。