大客车正面碰撞乘员约束系统的仿真研究

本文利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立了包括大客车车体、安全带和假人的乘客约束系统正面碰撞模型,对模型进行计算求解后得到乘员头部、胸部伤害响应曲线和HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量等伤害值。与实车碰撞试验结果进行对比可知,模型较真实地反映了碰撞试验过程。最后利用该模型在三种工况下对安全带对乘员的HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量和左右大腿力等伤害值的影响进行了比较研究,结果表明三点式安全带对乘客保护效果最好,其次是两点式腰带,不系安全带最为危险。     

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。     

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.     

微型轿车安全带系统优化与验证

通过实车试验数据分析,讨论了微型轿车无气囊条件下的乘员伤害.使用Madymo分析方法对安全带参数进行了优化,提出使用限力安全带降低伤害值的方法.台车验证表明,对于刚性很强的尺寸紧凑型微型轿车,使用限力式安全带,可以有效降低正面碰撞头部加速度,使车辆正面碰撞乘员保护达到中国法规要求.     

基于MPDB工况下驾驶员侧假人伤害值优化研究

本文分析得出了某车型MPDB碰撞工况和ODB碰撞工况中车身响应和假人伤害值的差异,针对假人胸部压缩量和小腿胫骨指数超标的问题,考虑到白车身设变成本较高,提出了安全带配置优化的5个方案.通过对5个优化方案的仿真结果分析得出,二级限力装置对胸部压缩量具有较大的改善,相对于恒定限力式安全带,递减限力式安全带的胸部压缩量减小了...     

基于正面碰撞的Q3假人伤害防护研究

《C-NCAP管理规则（2021年版）》已于2022年正式实施,规程中新增了针对正面碰撞中后排Q3儿童乘员保护的伤害评价指标,对车辆的正面碰撞保护性能提出了更高的要求。本文针对Q3儿童保护法规进行了对比分析,通过使用不同形式的儿童座椅进行测试,对比分析试验数据,验证不同形式儿童座椅对儿童伤害的影响,对正面碰撞试验中的儿童保护具有借鉴意义。对比试验可以得到以下结论：第一,假人头、颈部伤害主要是头部惯性前甩造成的,相较于正向儿童座椅,后向儿童座椅可以更好地约束儿童头部,降低头、颈部伤害;第二,相较于ISOFIX式后向儿童座椅与车辆间的刚性连接,安全带通用式后向儿童座椅因为安全带的预紧作用,可以有效分散碰撞过程中的能量传递,减小儿童座椅旋转角度,降低整体伤害;第三,在儿童座椅靠背内增加弹性材料作为吸能模块,可以分散缓冲传递至假人胸部的能量,降低胸部伤害。     

校车儿童约束系统防护性能有限元分析

分析儿童乘员在校车正面碰撞中无安全带约束,使用2点式、3点式和5点式儿童安全带约束条件下的儿童假人的动力学响应和头、胸部的损伤物理参数;分析3点式安全带的两种误用情况下的儿童假人的有关物理损伤参数。结果表明,在正面碰撞事故中,使用5点式儿童安全带更有利于儿童乘员保护;正确使用3点式儿童安全带可以减轻头、胸部损伤风险。     

某车型正碰后排假人伤害的仿真与试验分析

正面碰撞后排假人安全性是车型安全开发的重要指标之一。本文针对某车型在开发过程中存在的后排女性假人下潜及胸部伤害现象,首先分析后排女性假人运动机理;其次,分别提出"增加假人一侧座垫连接结构及防下潜支架"及"采用后排限力式安全带"的改进方案,并基于有限元方法建立正碰仿真分析模型开展正面碰撞分析;然后,设计台车碰撞试验方案,进行正面碰撞台车试验,分析方案的可行性;最终通过实车验证。研究表明,方案能够有效避免后排女性假人发生下潜现象及降低胸部伤害,使其满足车型安全开发要求。     

欧、美、日、中国《防止汽车转向机构对驾驶员伤害》标准法规

在汽车碰撞事故中,正面碰撞是车辆碰撞事故中最多的碰撞型式。在乘员没有系安全带或使用安全气囊情况下,汽车转向盘可能对乘员造成头部、颈部、胸部等伤害。为减轻转向盘对乘员造成的伤害,在汽车设计时必须要考虑应用吸能型转向管柱,在乘员撞向转向盘时,使转向盘后移,减少乘员的伤害。     

基于DOE的儿童乘员约束系统约束路径优化

为优化安全带固定式儿童乘员约束系统(CRS)安全带设计,用"试验设计方法(DOE)",优化约束路径参数。用CRS有限元模型,建立Hybrid III 3岁儿童假人正面碰撞仿真模型,用台车试验结果进行了验证。改进了CRS骨架结构,用正交试验设计,研究安全带导向环固定位置、骨架座椅厚度及儿童乘员与五点式安全带之间的摩擦因数等因素,对头部伤害指标(HIC15)值、胸部合成加速度、胸部垂直加速度等损伤参数的影响。结果表明:头部前倾位移量,从高于法规限值(550 mm)的1.5%,降到低于限值的15%。安全带导向环固定位置是最为敏感的因素;因此,优化导向环固定位置及降低摩擦因数,可减少头部最大位移量。     

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。     

微型客车乘员约束系统的仿真研究及碰撞损伤防护

应用多刚体动力学和有限元理论,在MADYMO软件中建立了包括车体、安全带、安全气囊和假人的微型客车驾驶员约束系统模型.综合考虑安全带、安全气囊参数对模型进行调整,较真实再现了正面碰撞试验过程,并完成了对乘员头部伤害指数、胸部性能指标和大腿性能指标的仿真计算.与实车碰撞试验结果对比可知,该模型满足了工程计算要求.     

基于台车试验方法的某微型轿车乘员约束系统改进设计

在试验基础上对某微型轿车无气囊条件下的约束系统进行优化,分析了座椅、转向盘和安全带的动态特性,提出了减小乘员伤害值的改进方案.通过台车试验证明,该微型轿车正面碰撞乘员保护达到中国法规要求,改进方案正确和有效;对于刚性很强的尺寸紧凑型微型轿车,弱化碰撞时头部接触位置的转向盘轮缘,并使用限力式安全带,可以有效降低正面碰撞头部加速度.     

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。     

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。     

基于2021年版C-NCAP的儿童伤害评估及开发策略

为提高整车正面碰撞减速度波形与儿童座椅的匹配保护效果,以2021年版中国新车评价规程为基础,对比分析了正面碰撞试验高、低性能车体减速度波形对Q3儿童假人胸部伤害的影响,发现碰撞前、后部幅值均匀的车体减速度波形更有利于儿童座椅安全性能的匹配,基于乘员载荷准则及已有试验数据进行了验证分析,获得理想减速度波形的相关设计目标为车体载荷准则值≤26.5 g、人体自由向前移动65 mm时对应时刻≤35 ms、人体受约束向前移动235 mm时对应时刻≥95 ms,建议采用ISOFIX通用及半通用儿童座椅、大延伸率儿童座椅安全带,并适当提高儿童座椅安全带上固定点高度。     

汽车正面碰撞后排小体位假人伤害研究及优化

提出了一种相应的伤害优化方案,基于 C-NACP正面碰撞工况搭建碰撞分析模型,同时通过与正面 100% 重叠刚性壁障碰撞试验的 Hybrid Ⅱ 5th女性假人试验数据进行对比来验证模型的可靠性。基于对标结果进行优化设计,对比分析不同优化方案对乘员安全性的影响趋势。确定优化方案,即增加碰撞锁止锁舌、线性预紧器配置,增加座椅刚度,调整安全带限力值。与原始方案相比,在碰撞过程中后排女性假人总体得分提升84%。根据C-NCAP星级评定规程,此后排女性假人得分高于94%,成绩优秀,验证了方案的有效性,可为后排小体位假人伤害的优化研究提供参考。     

全承载式客车正面碰撞安全性的改进

研究了国内某量产全承载式客车的正面碰撞安全性,并改进其设计。采用有限元方法和多体动力学方法,建立了该客车的仿真模型、驾驶员约束系统仿真模型,进行了50 km/h正面碰撞仿真研究。客车的结构改进包括:在客车前端增加了吸能结构;为驾驶员约束系统匹配了安全带以及安全气囊。对改进后的模型进行了50 km/h正面碰撞仿真,计算了假人头部损伤值、胸部压缩量、大腿部伤害值。结果表明:改进后该客车50 km/h正面碰撞安全性有了较大提高,驾驶员损伤参数值均在乘用车正面碰撞乘员保护法规(GB11551-2003)参考值范围内。因此,将50 km/h作为客车正面碰撞试验速度在理论上具有可行性。     

正面碰撞试验中假人肩带力、胸部加速度与胸部位移间关系的研究

对正面碰撞试验中假人胸部安全带肩带力、胸部加速度、胸位移间的关系进行了分析.通过引用假人安全带肩带力与胸位移的弹性系数k1和胸部所受X向合力与胸位移的弹性系数k2,将安全带肩带力和胸部加速度分别转换成与胸位移d有可比性的位移d1和d2,并提出了在被动安全件开发中,将位移d1、d2和d进行对比分析以确定试验效果有效性或提出改进方案的分析方法.     

中低速碰安全带点火对驾驶员胸部损伤的影响分析

针对多款车型正碰过程中的驾驶员胸部伤害情况,基于THUMS有限元假人搭建驾驶员DYNA约束系统仿真模型,并对其胸部损伤情况进行了分析。在此基础上,进一步研究了在中低速碰撞下,安全带点火对THUMS人体模型胸部损伤的影响。结果表明:所研究的几款配有预紧安全带的车型,安全带点火的临界速度范围为25~30km/h。