基于行人头部保护的汽车发动机罩铰链优化设计

文章提出一种可折叠变形式发动机罩铰链,降低行人头部撞击发动机罩铰链区域时的伤害,并运用Hyper Mesh软件建立某轿车发动机罩及行人头部有限元模型,通过LS-dyna软件求解行人头部撞击发动机罩铰链区域时的伤害指标,验证可折叠式发动机罩铰链设计的可行性。     

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

在汽车与行人碰撞事故中,行人头部伤害是造成行人重伤或死亡的主要原因。采用有限元三维实体建模技术,建立了发动机罩和包括头皮、头骨两层球体结构的行人头部有限元模型,分析了头部与发动机罩的瞬态大变形非线性撞击响应,得到了头部与发动机罩相撞时的速度、位置及头部质量、发动机罩的厚度、摩擦因数等因素对头部伤害的影响规律,并对铝质与钢质发动机罩作了比较,结果表明铝质发动机罩对行人头部具有更好的保护效果。     

主动式发动机罩铰链的研发及量产探究

汽车发动机罩作为头部撞击的集中区域,其区域内的发动机罩铰链作为发动机罩内部硬点,发动机罩铰链故障会对驾乘人员和行人造成危险。本文在综合当前发动机罩铰链的发展现状及趋势的前提下,以主动式发动机罩铰链得研发及量产为切入点,介绍主动式发动机罩铰链研发及量产的过程、目标和意义,以期为汽车零部件企业的发展和产品开发提供一定的借鉴意义。     

基于行人保护的翼子板结构优化

汽车翼子板与发动机罩交界处是造成行人头部严重伤害的区域。往往导致行人的死亡。文中建立了头部碰撞器与车辆前部有限元模型。使用LS—DYNA来仿真头部碰撞器与翼子板发动机罩交界处的撞击试验。通过几个方案的改型,得出比较满意的结果,为现有车型提供了一些较可行的改型方案。     

基于行人保护的发动机罩铰链研究进展

作为头部撞击的集中区域,汽车发动机罩铰链为发动机罩的内部硬点,其故障会对驾乘人员和行人造成危险。文章在对行人保护发展进行综述的基础上,从发动机罩铰链的仿真分析及试验和结构设计两个方面详细介绍了基于行人保护的发动机罩铰链的研究现状。结果表明,发动机罩铰链的仿真分析及试验研究以仿真结合试验的方法开展,发动机罩铰链的结构设计呈现主动式、压溃式、结构优化式和可折叠变形式四种类型,最后展望了发动机罩铰链的发展方向。     

发动机罩行人保护与指压性能平衡研究

发动机罩是发动机舱的"门",需保证一定的指压性能从而给客户一定的坚固性印象。而车辆在撞击行人过程中,发动机罩会对行人的头部造成严重的伤害,根据GB/T24550和2018版C-NCAP的要求,需评价发动机罩对行人头碰的伤害情况。如何在发动机罩指压刚性和行人保护之间取一个平衡为本文研究的内容,通过竞品分析在E-NCAP行人头碰得分较高车型的指压性能,优化发动机罩指压性能设计目标。     

复合材料车身对头部撞击损伤的模拟

利用三维有限元分析方法模拟了人体头部与复合材料层板发生柔性撞击时的整个动态响应过程。采用复合材料层板模拟了汽车的发动机罩板。分析了石墨环氧As-3501-6两种铺设类型的复合材料层板与人体头部撞击的动态响应特性，得到了铺设角度对头部HIC值、撞击速度和位移的影响。文中的模型为设计具有保护行人头部功能的复合材料车身结构提供了参考。     

聚丙烯复合材料发动机罩盖行人头部保护优化设计

为研究车辆与行人发生碰撞时汽车发动机罩盖对行人头部的保护性能,减少人车事故中行人的受伤害程度,建立了行人头部冲击器撞击发动机罩盖的有限元模型,分析了行人头部冲击器撞击相同结构的聚丙烯复合材料、钢制发动机罩盖的行人头部保护性能,比较了不同材料发动机罩的吸能特性,探究了发动机罩盖影响头部HIC值的主要影响因素。设计3因素2水平的正交试验,利用LS-DYNA依次进行了试验的仿真计算与分析,确定了各影响因素对头部HIC值的影响顺序,并对复合材料发动机罩盖的结构参数进行了优化调整。为降低复合材料发动机罩盖的头部碰撞损伤相关加速度值,增加其吸能特性,对翼子板进行了局部结构优化设计。结果表明:经过局部优化,铰链结构能使碰撞区域远离行人头部与翼子板尖角处碰撞最为激烈的发动机罩铰链边缘区域;弱化翼子板侧边垂直尖角的结构,能够起到一定的吸能作用,对行人起到保护效果;改进后的长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的质量相比原来降低51.5%,更有利于满足对车身的轻量化要求,增加车辆燃油经济性;对长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的静态刚度进行了分析,扭转刚度得到增加,弯曲刚度和侧向弯曲刚度值变化在10%范围内,符合设计要求。     

碳纤维复合材料发动机罩行人保护性能的试验验证

为研究碳纤维复合材料发动机罩行人保护性能,与同结构金属发动机罩进行了对比试验验证。试验结果表明,碳纤维复合材料发动机罩的头部合成加速度峰值比金属发动机罩平均低30%,在结构加强位置类似的情况下,其更有利于降低头部伤害值;碳纤维复合材料发动机罩对发动机舱内布置影响较小;碳纤维复合材料发动机罩在受到行人头部冲击后能够保证结构的完整性,有利于降低事故维修成本。     

玄武岩纤维/铝合金层合板低速冲击性能及应用研究

制备一种玄武岩纤维/铝合金层合板复合结构,通过试验和仿真,探讨该复合结构的拉伸、压缩、剪切、弯曲和抗冲击特性。采用连续壳单元模拟纤维层,建立低速冲击仿真模型,从能量吸收、接触力和层合板损伤程度3个方面,研究铺层结构和冲击载荷角度对纤维金属层合板抗冲击性能的影响。最后,将纤维金属层合板应用于发动机罩外板,进行发动机罩静态刚度和行人头部碰撞仿真分析。结果表明,与原发动机罩相比,纤维金属层合板发动机罩的弯曲刚度和扭转刚度均有不同程度提高,行人头部保护性能得到改善。     

Wave propagation in head on bonnet impact: Material and design issues

Head on bonnet impact is becoming more and more important in automotive design as regulations on pedestrian safety become more demanding. Despite the relatively low amount of energy involved, these impacts are truly dynamic phenomena as the event duration is comparable with the traveling time of the different wavefronts generated by the impact. In this paper, we show that we can build up a simplified model for the impact based on wave propagation analysis. Using this model, we can analyze head acceleration on existing bonnets or predict it on new ones. Head acceleration in a bonnet impact can thus be estimated over the whole area of the bonnet with a few minutes of CPU.     

行人头部与车辆碰撞中旋转速度对颅脑组织响应影响

为了探究旋转速度在行人头部与车辆碰撞中对颅脑组织响应影响,对46例真实交通事故进行了运动学重建获得行人头部与车辆碰撞线性、旋转速度分布特征,并依此建立了头部与风挡、发动机罩碰撞有限元仿真模型,分析了头部旋转速度在不同线性速度和碰撞位置下对颅脑应力应变响应影响特征.结果表明:在行人头部与风挡碰撞中,当线性速度小于40 k...     

行人保护气囊设计与验证

在近几年我国实际交通事故中,超过70%的事故涉及弱势道路使用者,汽车对他们的保护需求日益凸显。本文中基于一款A级轿车,对能保护弱势道路使用者头部、并与弹起式发动机罩相配合的保护气囊(简称行人气囊)进行了设计和验证。首先,设计行人气囊的包型和布置,基于弹起式发动机罩仿真行人气囊头型冲击、联动展开等工况;其次,利用试验和理论推导对仿真结果进行验证,修正行人气囊和弹起式发动机罩的关键参数;最后,基于C-NCAP头型冲击试验,探究该行人气囊的保护效果。试验结果表明,基于该车开发的行人气囊对头部的保护效果良好,伤害降低60%以上,得分率高达93.1%。     

行人头部伤害与头部碰撞试验方法的相关性分析

本文通过对行人交通事故数据的统计分析,讨论造成行人头部伤害的原因与规律,并对现行的头部模块碰撞试验方法与行人交通事故的相关性进行了分析与讨论。结果表明,碰撞前行人的运动状态对碰撞结果有显著影响,目前EEVC头部模块试验方法中规定的碰撞方向与实际行人碰撞事故中行人头部的碰撞方向存在较大差异;行人头部与风档玻璃、A柱区域以及地面发生碰撞的可能性均比较大,所以有必要通过进一步的试验研究,分析头部与这些区域发生碰撞的规律,并将其纳入头部模块的碰撞试验中。     

Bonnet weight reduction and VRU protection: Design proposals implementing non-conventional materials

The use of non-conventional and innovative materials is increasingly important in automotive design. They allow reductions in the weights of structures with consequent reductions in fuel consumption and carbon dioxide emissions. At the same time, they ensure excellent safety levels. Once excellent results in terms of active and passive safety have been obtained, the attention of car manufacturers, and of the public opinion, is focused on the safety of vulnerable road users (VRU), pedestrians and cyclists. Some examples concerning the redesign of a bonnet with the double targets of weight reduction and pedestrian safety are illustrated. Hybrid metal/plastic and more conventional metal sheet solutions are compared. The static performance (stiffness and denting resistance), as well as the impact against a pedestrian head, are evaluated by means of FEM models along with actual regulations.     

470Q汽油机连杆设计

本文对470Q汽油机连杆进行设计，首先根据连杆的工作条件对连杆进行了方案设计，包括材料和结构型式的选择，连杆长度等基本参数的确定；然后利用经验公式及经验数据对连杆组进行了结构参数确定，包括连杆体、小头衬套、大头盖和连杆螺栓，并对所确定的参数进行了刚度和强度的校核计算，确保连杆的机械负荷在许可范围内；最后利用AutoCAD对连杆进行了详细结构设计。     

用于儿童头部损伤生物力学研究的碰撞理论模型建立及验证

机动车事故和跌落等碰撞工况是造成儿童头部受伤的重要原因,研究碰撞过程中儿童头部的动力学响应对于头部损伤的预测具有重要意义。头部动力学模型能够快速预测不同碰撞场景下头部动态响应结果并进而预测头部损伤风险。首先,建立考虑颅骨及皮肤厚度和形态曲率的儿童头部碰撞理论模型用于预测儿童头部在碰撞工况下的响应。然后,通过儿童头部CT扫描提取颅骨及皮肤几何结构,对颅骨和皮肤三维重建后进行分割和定量离散,分别得到能描述颅骨内侧、颅骨外侧及皮肤形态的离散点集群,通过计算得到碰撞点周围的平均曲率与厚度,基于建立的头部碰撞理论模型可计算不同碰撞位置(不同厚度和曲率)的碰撞力。最后,通过碰撞试验对建立的碰撞理论模型进行验证,使用不同年龄的小型猪头部作为儿童头部的代替品进行碰撞试验,将试验结果与上述建立的理论模型对小型猪头部碰撞响应的预测结果(基于小型猪头部的真实的形态曲率、皮肤和颅骨厚度数据)进行对比。研究结果表明：建立的理论模型可以较为准确地预测碰撞脉宽和最大碰撞力;提出的儿童头部碰撞动力学理论模型能够快速预测头部不同碰撞位置的动力学响应,可以为儿童头部损伤的进一步研究提供参考和理论支撑。     

不同雷诺数下车辆队列尾车发动机舱盖气动特性研究

数值仿真与模型风洞试验相结合研究了典型工况下两车队列中尾车发动机舱盖气动特性和两车间隔区域的流场,对比了缩比模型和实车模型对应雷诺数下车辆队列的流动形态。缩比模型仿真结果与风洞试验结果一致表明采用数值方法的可行。对比不同雷诺数下车辆队列气动特性发现,缩比模型与实车模型发动机舱盖表面平均静压分布基本相同,但在纵向对称面上,实车模型的前车尾迹比缩比模型更加上扬,底部区域气流速度更高。非定常条件下,实车模型前车尾涡相对尺度明显小于缩比模型,且扩散得更充分,尾迹区涡的分布状态更加混沌,发动机舱盖表面脉动能量的分布更加混乱。涡在两车间隔区域的运动并非简单的移动,而是一个由涡破裂、涡配对和涡融合构成的复杂过程。     

Assessment of the pedestrian friendliness of a vechicle using subsystem impact tests

Annually, thousands of unprotected pedestrians are killed or suffer serious injuries in accidents with moving vehicles. Numerous automobile organizations have performed research on pedestrian safety. The European Enhanced Vehicle- Safety Committee (EEVC), Working Group 17 (WG17) proposed three component subsystem tests to evaluate the friendliness of a vehicle to pedestrians: the legform to hood test, the upper legform to bonnet leading edge test and the headform to bonnet top test. In assessing the pedestrian friendliness of a vehicle, the present study adopted the WG17 regulations of the three component subsystem tests. We herein describe in detail a finite element subsystem model built to analyze the pedestrian friendliness of a vehicle using LS-DYNA. The first objective of this study was to simulate these three component subsystem impact tests and evaluate car front aggressiveness. The second objective was to analyze the frontal structures of a vehicle and, based on the simulation results, identify dangerous areas and provide suggestions for vehicle front design that may decrease pedestrian injuries. The analysis of these models and the results obtained may be used to help evaluate the pedestrian friendliness of a vehicle and guide the future development of pedestrian-friendly vehicle technologies.