基于客车约束隔板灵敏度参数设计的乘员损伤研究与优化

以客车约束隔板为研究对象,以LS-DYNA为仿真分析工具,采用正交试验设计方法,进行约束隔板参数灵敏度的研究,从而找出对乘员加权损伤指标(WIC)影响较大的设计参数。约束隔板参数优化后,乘员WIC比初始值降低了47.7%,优化效果显著。     

正面碰撞条件下驾驶员安全气囊的匹配优化

为实现正面碰撞条件下驾驶员安全气囊的匹配优化，建立了某小型纯电动汽车的安全气囊有限元模型及其简化乘员约束系统模型，利用静态展开试验验证了模型的准确性，通过对安全气囊的气体质量流量缩放率、点火时刻等 7 个参数对乘员加权伤害指标（WIC）的灵敏度进行分析，确定了气囊主要优化参数。设计三因素七水平的正交试验，考察优化参数对 WIC、头部伤害指数（HIC）、胸部 3 ms 合成加速度及胸部压缩量的影响等级，利用极差分析确定气囊初步及局部匹配时参数调整优先顺序。构建气囊变量与 WIC 的高阶多项式代理模型，确定了气囊最优参数组合。结果表明，优化后 WIC 下降14.92%，乘员保护效果明显提高。     

基于能量分析的乘员约束系统优化研究EI北大核心CSCD

本文中提出一种基于能量ridedown效率分析的乘员约束系统优化方法。利用MATLAB/Simulink软件搭建ridedown效率的能量计算模型,并在此基础上分别寻找约束系统参数与乘员能量ridedown效率和乘员伤害之间的关系,搭建乘员伤害代理模型并对代理模型进行优化,结果表明:优化后的乘员伤害WIC值为0. 365 8,比原车模型的WIC值0. 387 6降低了5. 62%。     

约束系统匹配对车-车斜角碰撞中驾驶员损伤影响

在汽车斜角碰撞过程中,前部车体会发生严重变形从而危害乘员安全,而约束系统的有效匹配可有效降低乘员的损伤。基于不同斜角度碰撞下车-车碰撞相容性的研究,建立了30°斜角碰撞下被撞车辆的多刚体-有限元模型及约束系统模型。同时选取安全带预紧时间、气囊起爆时间、气囊质量流率缩放系数、安全带刚度系数、气囊织物泄气系数、安全带初始松弛量及气囊体积缩放系数为研究变量,通过拉丁超立方试验设计方法,以加权损伤指标WIC为目标函数,建立了二阶响应面近似模型,对约束系统参数进行最优设计。研究结果表明,优化后的加权损伤指标WIC值比优化前减小了8.33%,驾驶员安全性获得提高。     

汽车正面碰撞时乘员约束系统能量的研究

通过寻找约束系统能量分配及其与乘员保护之间的关系,为约束系统的优化提出新思路。基于MADYMO建立某A级车的乘员约束系统模型,通过仿真和试验验证其有效性。结合能量分析理论,基于乘员的动能传递方式,研究各个约束子系统的吸能情况,获得约束系统能量分配曲线。比较优化前后约束系统能量的分配差异,并结合18组正交试验数据,分析约束系统能量分配与乘员综合损伤值(WIC)之间的关系。结果表明:乘员综合损伤值与约束系统的吸能峰值存在较强的相关性;WIC值与防火墙和地板的吸能峰值成正相关;与安全肩带、安全腰带和汽车座椅的吸能峰值成负相关。     

基于能量分析的乘员约束系统优化研究

本文中提出一种基于能量ridedown效率分析的乘员约束系统优化方法。利用MATLAB/Simulink软件搭建ridedown效率的能量计算模型,并在此基础上分别寻找约束系统参数与乘员能量ridedown效率和乘员伤害之间的关系,搭建乘员伤害代理模型并对代理模型进行优化,结果表明:优化后的乘员伤害WIC值为0. 365 8,比原车模型的WIC值0. 387 6降低了5. 62%。     

乘用车乘员约束系统参数灵敏度研究及优化

以汽车正面碰撞为例,以MADYMO为工具,通过正交试验设计方法,进行约束系统参数灵敏度研究,找出对假人WIC值影响较大的设计变量;通过均匀试验设计方法进行样本采集,对灵敏度较高的设计变量进行优化。优化后的假人WIC比初始值降低了11.3%,效果显著。     

正面碰撞前后双气室气囊的设计与优化

针对大体型乘员易击穿气囊的问题,设计了一款新型的前后双气室安全气囊,提高对大体型乘员的保护效果。首先基于MADYMO建立某A级车的乘员约束系统模型,通过仿真和试验验证其有效性。接着以经验证的汽车正面碰撞模型为基础,建立一个装有前后双气室气囊的正面碰撞模型,并对该模型进行正面碰撞仿真。最后利用正交试验对双气室气囊的参数进行优化。结果表明:优化后双气室气囊的大体型乘员加权伤害指标值WIC较传统单气囊降低了30.7%,显著提高了约束系统的安全性能。     

基于E-NCAP的10岁儿童损伤防护研究

最新版欧洲新车评价规程(E-NCAP)使用10岁Q系列儿童假人来评价约束系统对儿童乘员的保护效果。针对某国内量产车型,分别采用MADYMO和Hypermesh软件建立了该车的后排6岁儿童乘员约束系统仿真模型和整车有限元模型,并利用试验数据进行了对比验证。将Q10儿童假人放入已验证的儿童约束系统中,根据E-NCAP规定的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行仿真。在对两种工况下乘员约束系统参数灵敏度分析的基础上,选取对儿童损伤影响显著的参数为优化变量,以综合评价损伤指标WIC最小为优化目标,采用Kriging算法创建响应面模型并结合遗传算法进行参数优化。结果表明:优化后的约束系统参数能有效提高对10岁儿童乘员的保护效果,正面偏置碰撞中得分提高了24.6%,侧面碰撞中得分提高了36.5%。     

基于E-NCAP的6岁儿童乘员损伤防护研究

2016版欧洲新车评价规程(E-NCAP)将后排Q系列6岁儿童假人的损伤值作为儿童保护部分的评分依据,对车辆安全性提出了新的要求。本文中建立了某已开发车型的儿童乘员约束系统仿真模型,并利用C-NCAP试验数据对其有效性进行了验证。根据E-NCAP中的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行了仿真。通过两种碰撞工况下乘员约束系统参数灵敏度分析,选出对儿童乘员损伤影响显著的参数作为优化变量,以儿童损伤综合评价指标WIC最小化为优化目标,采用Kriging算法创建的响应面模型和遗传算法进行参数优化。结果表明,优化后约束系统能有效降低儿童乘员损伤值,正面偏置碰撞得分提高了9.4%,侧面碰撞得分提高了67.9%。     

基于PSO-SVR近似模型的乘员约束系统稳健性优化

综合运用近似模型参数优化技术和稳健性优化方法对汽车乘员约束系统进行优化。通过全局灵敏度分析,选出对加权伤害准则(weighted injury criterion,WIC)影响大的参数;采用粒子群优化(PSO)算法对支持向量回归(SVR)模型参数和核函数参数进行优化,建立高精度的PSO-SVR近似模型;在确定性优化的基础上进行基于蒙特卡罗抽样的稳健性优化。结果表明:优化后乘员约束系统性能得到明显提升且兼顾了稳健性。     

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a1、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a1≤215....     

Human body modelling for traffic accident analysis

A traffic accident is a complex phenomenon with vehicles and human beings involved. During a collision, the vehicle occupant is exposed to substantial loads, which can cause the occupant injuries that depend on the level of passive safety, as well as on the occupant's individual characteristics. Correct estimation of injury severity demands a validated human body model and known impact conditions. A human body modelling procedure for the purpose of accident analysis is introduced. The occupant body has been modelled as a multibody system with rigid body segments connected. Geometrical and inertial properties of individual body segments were estimated using computed tomography. Frontal impact conditions were simulated on a sled test facility, while the human body dynamic response was measured. Comparison of experimental data and computer simulation revealed an influence of joint resistive properties on the occupant motion in collisions. The difference between measured and simulated response was minimised using optimisation method. Individualised human body modelling procedure enabled better prediction of the occupant motion during vehicle collision and thus more precise estimation of possible injuries in real-life traffic accidents.     

乘员膝部碰撞台车试验与车身结构设计

介绍了Euro NCAP关于膝部碰撞试验要求和试验方法。依据该试验方法采用现有的台车试验系统对配有膝部气囊的某车型进行了典型膝部碰撞试验研究。在膝部碰撞伤害区域内选取驾驶员左膝侧、乘员左膝侧、乘员右膝侧和转向柱下护板4个位置作为碰撞试验点,通过分析大腿力和膝部滑移量碰撞试验结果可知,4个碰撞位置设计均符合要求。     

汽车乘员约束系统快速求解与评价程序开发应用

针对汽车乘员约束系统参数匹配与优化设计仿真分析过程中需要多次手动修改计算模型源文件和处理计算结果文件等影响分析效率的问题,应用DELPHI程序设计平台和FORTRAN语句开发了针对MADYMO软件的自动循环求解程序和基于C-NCAP正面碰撞试验规程的计算结果快速评价程序模块。通过使用该两款程序进行某A级轿车乘员约束系统参数的优化设计,证明了两个程序模块的有效性和实用性。     

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。     

车门内饰板侧撞乘员保护性能设计研究

研究了门饰板侧撞乘员保护的要求及相关影响因素,通过侧撞部位胸部、腹部和骨盆区域的门饰板优化设计分析,总结出影响门饰板侧撞性能的主要设计参数及要求.通过某具体车型的CAE模拟分析验证,该优化设计可以有效提高门饰板的侧撞乘员保护安全性能.     

钢管混凝土拱桥的挠度限值研究

为了分析挠度限值是否能控制钢管混凝土拱桥结构的振动,在对桥梁活载挠度限值研究进行回顾的基础上,以3座不同结构形式的钢管混凝土拱桥为典型算例,分别采用挠度限值和动力参数限值对钢管混凝土拱桥的行车舒适性进行了分析。分析结果表明:挠度限值并不能有效地反映在活载作用下的实际振动和振感;建议在钢管混凝土拱桥的设计中,采用振动参数控制法取代活载挠度限值法来评价和控制钢管混凝土拱桥的行车舒适性。     

Lumped mass-spring model construction for crash analysis using full frontal impact test data

Lumped Mass-Spring (LMS) model is simple but very effective for the design study of vehicle crashworthiness and occupant safety. To construct the LMS model, the SISAME software and the NHTSA test data were used. Using the SISAME, the weights of mass elements and the load-paths of spring elements were optimally and directly extracted from the test data. Among the various types of spring, the segmented inelastic type of spring was effective for the vehicle crash analysis. In this study, to obtain the occupant injuries such as HIC15 and 3 ms Chest g’s, the LMS model containing the occupant model consisted of the head, chest and pelvis was developed and validated. The modeling for the chest deflection and neck injuries was not considered in this study because of the modeling difficulties and the limitation of the SISAME software. The simulation results of occupants showed good agreements with the test results. The modeling idea for the occupant was simple but very effective.