行人碰撞腿部保护研究

本文从生物力学角度综合分析了行人与车辆碰撞过程中其腿部的伤害机理,并根据EEVC行人碰撞保护试验法规建立了腿部撞击器的有限元模型.利用该数值模型,本文针对某国产轿车进行了行人腿部保护的相关研究,并提出了相应的结构改进方案.计算结果表明,通过对保险杠的结构改进可以有效地减轻车辆对行人腿部的伤害,具有较高的可行性.     

乘用车与行人碰撞腿部保护设计要素研究

在MADYMO中建立了汽车前端结构的多体简化模型.利用Modefrontier进行了参数灵敏度分析以及不同工况下的优化设计.分析了汽车前端结构参数对行人腿部碰撞性能影响的规律性,并在吸能块和副保险杠支撑系统方面.总结出一些通用的有利于行人腿部保护的乘用车前部结构设计方法和改善建议.对某款车型的腿部保护设计进行了改进,改进后其腿部保护性能有了大幅提高.     

行人小腿碰撞有限元建模方法的研究

首先根据欧盟EEVC标准要求,建立了模拟行人皮肤、肌肉和骨骼的小腿冲击器模型,并通过静态和动态试验进行了验证.接着建立包括保险杠、纵梁和发动机罩等在内的车辆前端模型,结合上述小腿冲击器模型,组成行人小腿一车辆前端碰撞模型.最后,对该碰撞模型进行仿真与验证.     

考虑行人腿部保护和低速碰撞特性的保险杠系统概念设计

建立了分析保险杠系统行人腿部保护和低速冲击特性的概念模型,对模型进行了试验设计分析.基于方差分析方法,研究了保险杠系统的几何参数和刚度特性参数对其行人腿部保护和低速冲击特性的影响.综合考虑这两方面性能的要求,进行了保险杠系统的联合优化设计,给出了优化设计方案.     

序列二次规划法在行人小腿保护的保险杠系统优化中的应用

建立汽车保险杠系统的多体模型,确定了影响行人腿部伤害的保险杠系统主要设计参数。建立相应的有限元模型,并采用LS-DYNA软件进行仿真分析。根据正交试验法得到的数据拟合出胫骨加速度、膝盖弯曲角度和剪切位移3个行人小腿伤害指标的目标函数,然后利用序列二次规划法依次对它们进行优化,最后得到了一组最优参数的保险杠系统设计,满足了法规要求,降低了行人腿部伤害值。     

面向行人下肢保护的蜂窝铝吸能结构优化

建立了行人小腿与某乘用车前端结构的碰撞有限元模型,而仿真分析发现行人腿部损伤指标在保险杠正中心Y_0处的胫骨加速度峰值和靠近吸能盒Y_(390)处的胫骨加速度峰值与膝部弯曲角峰值均超过了安全阈值。为改善汽车行人下肢保护性能,根据该车前端吸能空间设计了6种不同蜂窝胞元边长、5种不同蜂窝胞元厚度的蜂窝铝吸能结构,通过分析30组蜂窝铝吸能结构在Y_0处所对应的行人腿部综合伤害指标和比吸能的变化趋势,确定了对行人腿部保护性能较好的蜂窝铝胞元边长为14 mm。然后以吸能盒位置Y_(390)处行人腿部综合伤害指标最小为优化目标,运用软件Hyperstudy和LS-DYNA集成优化的方法以蜂窝铝吸能结构前盖板与蜂窝芯的厚度为变量进行优化。优化后靠近吸能盒Y_(390)处和保险杠正中心Y_0处的行人腿部3项伤害指标均大幅降低,且满足法规安全阈值要求,优化后的蜂窝铝吸能结构有效地改善了该车的行人下肢保护性能。     

基于行人保护的SUV车型前端造型设计研究

分别对SUV车型行人头部、腿部碰撞区域造型特点进行分析,提出发动机罩、通风盖板、翼子板、发动机罩前缘、前保险杠、散热器格栅的造型控制策略.同时提出前保险杠造型支撑区域概念,并利用MADYMO分析模型,在前保险杠前端零部件刚度一定的条件下,找出其最佳位置关系.结果表明,优化后的SUV车型前端造型可有效控制伤害值,有利于提高行人保护性能.     

基于行人腿部保护的商用车保险杠系统参数优化分析

建立了某型商用车前部结构的有限元模型,基于GTR法规对行人腿部保护的规定,采用正交试验设计方法进行碰撞模拟试验及参数灵敏度分析,找出了影响商用车行人腿部保护性能的主要设计参数,并从结构和造型角度提出了改进此款车型腿部保护性能的方法。     

面向行人下肢保护的汽车前端结构刚度优化设计

为改善汽车的行人下肢保护性能,提出了一种基于多刚体动力学模型的汽车前端结构刚度设计方法。依据下腿型对保险杠的碰撞试验和汽车前端结构的有限元模型,仿真获得腿部碰撞区域的刚度参数和汽车前端的几何位置参数,在Maydymo中建立了该模型。利用全局响应法(GRSM)进行优化求解。以下肢胫骨加速度、膝部弯曲角度和膝部剪切位移这3个伤害指标归一化后的均方估计(MSE)为优化目标,以保险杠和副保险杠的屈服力和最大变形量为4个设计变量。结果表明:目标函数降低了73.9%,胫骨加速度下降了50.3%,膝部弯曲角下降了48.9%。这说明:对汽车前端结构刚度的优化可以有效提升其行人下肢保护性能。     

基于行人腿部伤害指标的保险杠参数分析

分别建立了行人腿部和用于计算行人碰撞的车辆有限元模型。采用正交设计方法,研究了吸能泡沫Z向偏置、副保险杠X向位置、副保险杠厚度和副保险杠强度等参数对行人腿部伤害的影响。结果表明,4个参数对胫骨最大加速度与膝盖最大弯曲角影响的重要程度一致,但影响趋势相反。