基于颈部约束的安全气囊开发方法的研究与应用

通过对正面碰撞事故中的安全带作用的分析,指出了乘员头部和颈部受到伤害的原因,并从缓和头部和颈部间的约束角度出发,总结出了在安全气囊作用下,使乘员头部伤害较小的最佳颈部剪切力曲线形式,最佳的颈部张力和头部Z向所受合力间的关系,为安全气囊的开发提供了一个新的分析方向.     

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。     

驾驶员侧50%假人约束系统配置5%女性假人伤害研究

在L车型开发后,进行了3次正面碰撞试验,对基于50%假人开发的约束系统对5%假人的保护效果进行了研究。3次正面碰撞试验分别为驾驶员侧分别为50%假人和5%假人,安全气囊和安全带预紧功能正常起爆;驾驶员侧为5%假人,但安全气囊和预紧功能不起爆。研究结果表明,基于50%假人开发的约束系统,对5%假人的头部和胸部依然具有较好的保护作用,但对5%假人的颈部伤害较重,可通过对安全气囊分级起爆、调整拉带设计等方法进行优化;安全气囊不起爆方法不可取。     

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。     

正面偏置碰撞试验中驾驶员侧安全气囊的吸能特性

为研究正面偏置碰撞中驾驶员侧安全气囊(DAB)的吸能作用,在10款车型的正面碰撞试验中,测量假人颈部约束力、头部加速度,计算出气囊作用下头部加速度、头部降速和气囊吸收能量。试验结果表明:在气囊作用下,在假人头部伤害允许指标(HIC)低于高性能限值情况下,假人头部平均降速为22 m/s,假人头部x向是主要吸能方向,气囊平均吸收动能为1.1 kJ,占总吸收能量的80%以上;x向吸收能量越高,对颈部保护效果越好。安全气囊的开发应以此为目标。因而,提高气囊在假人头部x向吸能作用,可直接提高气囊刚度,也可通过调整安全带约束强度来实现。     

驾驶员安全气囊模块(Driver Airbag Modules)

近年来,随着汽车保有量持续增加,道路交通事故发生率也逐年上升。汽车安全性能也得到社会各方面的普遍关注。汽车安全性通常分为主动安全性和被动安全性。被动安全性包括合理的车身结构安全性和乘员约束系统。车身结构件变形吸收能量以减轻对乘员的冲击,利用乘员约束系统最大限度地保护乘员并减轻乘员和车内部件发生二次碰撞可能造成的“二次伤害”。汽车被动安全性能是在事故发生时,最大限度地减少乘员的伤害。汽车事故主要有正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和车辆滚翻等。美国是最早制定正面碰撞安全法规(FHVSS208)国家。1999年美国NHTSA统计,汽车碰撞事故中,正面碰撞约占49％,侧面碰撞约占25％,追尾碰撞约占22％,汽车碰撞试验重点是正面碰撞。 为了满足强制性碰撞法规,法规要求需配备安全气囊系统,为车内乘员在车辆发生正面碰撞时提供更好的保护。如果没有安全气囊,即使使用了安全带的乘员,特别是驾驶员,在严重的碰撞中,他们的头部、脚部、颈部也会与汽车内饰发生碰撞,安全气囊对降低正     

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.     

E-NCAP正碰试验中假人头部伤害主观评价方法的改进

现有"欧洲新车评价规程(Euro-NCAP)"所规定的正面碰撞试验中对假人头部伤害的评价方法,主观性较强。为避免因误判造成不必要扣分,该文改进了原评价方法。在新评价方法中,用d’Alembert原理求出假人头部外力和加速度;用外力作用来直接替代原评价方法中头部合力作用下的加速度曲线。对于某开发中的车型,进行了64 km/h的E-NCAP正面偏置碰撞试验。用新方法对该试验的假人头部进行评价,结果是:当前安全气囊没有发生触底,满足开发要求,只是安全带选配不当。这一结果,不同于用原方法所得"安全气囊触底"的结论。相比老方法,改进后的评价方法更简单、更直观,客观性更强。     

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。     

驾驶人员行车安全的保护神--安全气襄

安全气囊是新近发展起来的汽车被动安全装置,它是针对驾驶员或乘员上体、特别是头部和颈部的安全而设计的,在汽车正面碰撞和前侧碰撞时,对人体的头部、颈部安全具有十分明显的作用.了解、掌握安全气囊的使用和维护技术是十分必要的.     

安全气囊系统的正确使用

为了减少汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害,在驾驶员前端转向盘中央普遍装有安全气囊,有些汽车在驾驶员副座前的工具箱上端和乘员座位上也装有安全气囊。据统计,在汽车相撞时,气囊可使乘员头部受伤率减少25％,面部受伤率减少80％左右。     

基于12岁儿童损伤阈值的主动式安全气囊多目标优化

本文旨在对某校车的主动式安全气囊进行多目标优化,以提高其对12岁儿童乘员的保护功效。首先,确定12岁儿童的损伤阈值;搭建校车—主动式安全气囊耦合模型。其次,简化台车试验的原始波形,模拟4种校车碰撞工况。最后,选取气囊安装点高度、泄气阀开启压力、泄气阀开度和中部拉带长度为优化参数;基于响应面代理模型与NSGA-Ⅱ的变型算法,以加权伤害指标WICC为优化目标,开展主动式安全气囊的多目标优化。结果表明:4种校车碰撞工况下,主动式安全气囊的优化效果显著;对于碰撞速度最高的工况,头部伤害指标HIC_(15)、颈部伤害指标N_(ij)、胸部合成加速度T_(3ms)、胸部压缩量THPC和WICC分别降低了28.58%、14.79%、10.02%、10.26%和18.08%。     

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。     

安全带使用的四个误区

误区之一:有安全气囊不系安全带.车辆出现碰撞时,仅靠安全气囊是不够的.首先,安全气囊爆发力非常大,没有安全带的缓冲直接撞到正爆发的气囊上,会对身体产生严重伤害.其次,安全气囊只有在正面120°范围内发生碰撞才能更好地发挥作用.     

基于微型遗传算法汽车安全气囊系统优化设计

采用LS-DYNA软件建立了汽车安全气囊的有限元模型,通过跌落塔试验验证了CAE模型的有效性。首先利用微型遗传算法对安全气囊的排气孔直径、拉带长度和气体发生器质量流率等参数进行了优化,然后结合整车正面碰撞试验验证了该模型优化参数的准确性。结果表明,当安全气囊的排气孔直径为48 mm,拉带长度为240 mm,气体发生器质量流率为1.1 k时,气囊能最大程度地保护乘员的头部、颈部和胸部安全。     

某MPV正面碰撞中结构改进优化研究

为解决某MPV在正面碰撞中出现驾驶员伤害值超标的问题，采用Hypermesh软件建立了50 km/h 整车正面碰撞有限元模型，通过将有限元模型计算结果与实车试验数据进行对标分析，有限元模型能够反映出整车的运动及变形状态，基于对标好的有限元模型，对未配备安全气囊的整车结构耐撞性进行优化，使B 柱加速度波形满足约束系统匹配要求，并最终使假人伤害值满足GB 11551—2014 的法规要求。     

吸能转向柱临界压缩力的设定

为防止或减少汽车碰撞对驾驶员的伤害,吸能转向柱得到广泛应用。文章通过对安全气囊气体发生器的反作用力和碰撞时方向盘下缘所受撞击力的分析,结合碰撞中不同情况下乘员头部和胸部对转向柱的撞击情况,确定了不同工况对吸能转向柱临界压缩力设定的影响,并最终指出如何结合安全带的选用及安全气囊的匹配情况来设定吸能转向柱的临界压缩力。     

汽车正面碰撞驾驶员安全气囊仿真与优化

通过计算机仿真方法研究驾驶员安全气囊的保护效果。建立驾驶员安全气囊模型以及约束系统模型,并进行有效性验证,进行仿真分析。通过正交试验进行优化,确定约束系统参数。结果表明,在正面碰撞中,优化后的驾驶员安全气囊对假人保护效果更好。     

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.     

汽车正面碰撞法规中乘员保护指标探讨

比较美国、欧洲等国和我国汽车正面碰撞法规中对乘员保护指标的规定,结合人体冲击损伤机理和耐受极限的相关研究,分析我国法规中头部伤害指标HPC的不合理之处。在分析实车碰撞试验数据和模拟计算的基础上,指出我国正面碰撞法规中乘员保护指标的不完备性,并探讨影响伤害指标结果的一些因素。