某鞭打试验驾驶员伤害值优化研究

文章以某C-NCAP 2018 5星项目座椅鞭打试验为基础,针对其在项目开发中鞭打试验假人颈部伤害值不达标的状况,通过对试验数据的研究分析,找出对其鞭打性能影响较大的相应座椅参数,在滑台试验中通过改进座椅靠背刚度和座椅头枕刚度及座椅头枕与假人头部相对高度差值等特性参数,真实可靠的减小了鞭打试验对乘员颈部伤害,提高了该座椅的鞭打试验性能从而满足开发目标。     

基于仿真分析的某座椅鞭打性能改进

针对某车辆座椅在C-NCAP鞭打试验中颈部保护性能较差的问题,通过对人体头、颈部受力分析确定了改进方向,主要集中在座椅靠背刚度、头枕刚度和头后间隙等方面。建立了该座椅的鞭打仿真模型并进行了验证。基于该仿真模型对改进方案进行验证表明,改进方案可行。进行了改进座椅样件试制,其座椅鞭打试验结果验证了方案的有效性。     

基于假人头部受力分析的鞭打试验研究

通过对追尾碰撞中乘员运动情况和颈部损伤机理进行分析,结合鞭打试验中假人头部加速度与颈部受力间的关系,探讨了假人头部受力的分析方法,并就头部与头枕接触时刻、碰撞强度在座椅和头枕改善中的应用进行了研究。研究结果表明,接触时刻越早越有利于降低颈部NIC指标及头部碰撞强度;头部碰撞强度低、z向受力向下将有利于降低颈部各载荷。     

使用人体颈部有限元模型研究汽车后碰撞中的颈部损伤

在50百分位HYBRIDⅢ模型的基础上引入了HBM-neck人体颈部有限元模型,建立了后碰撞的有限元仿真模型,研究了后碰撞中人体颈部的动力学响应过程和座椅特性对颈部损伤的影响。结果表明,HBM-neck人体颈部模型可以很好地预测后碰撞中颈部的损伤风险。座椅结构对颈部损伤有很大影响,装配位置良好的头枕和通过可变形调角器提高座椅吸能性能可有效地减小颈部软组织的损伤。     

主动式安全头枕的开发与仿真研究

提出了一种基于碰撞加速度信号控制的主动式安全头枕结构,建立并验证了某车型的驾驶员座椅有限元模型,利用有限元软件LS-DYNA和多刚体软件MADYMO建立了该座椅和BioRIDII假人的耦合计算模型,利用该模型进行了乘员在追尾碰撞中的动力学响应仿真。结果表明,所设计的主动式安全头枕在追尾碰撞中可使乘员颈部损伤指数NIC值比原结构降低33.8%。     

正面碰撞中基于新型前排安全座椅的后排约束系统优化研究

提出了一种新型汽车前排安全座椅,以实现正面碰撞中对后排乘员的约束保护。首先,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了某轿车后排约束系统模型,进行仿真和试验验证,并利用该模型,分析确定能使乘员获得较好的保护的扭簧转动刚度为10N·m/(°)。接着通过灵敏度分析,选出5个较为敏感的参数。最后,以该5个参数为优化变量,由头部伤害指标HIC15、胸部压缩量D和枕骨伸张弯矩峰值M_(yoc)加权构成的综合伤害指标最小化为优化目标,通过响应面分析进行优化。优化后,后排女性乘员安全性显著提高,HIC15,D和M_(yoc)分别降低了37.76%,4.72%和56.08%。     

主动式座椅参数对其正面碰撞乘员保护性能影响的研究

本文旨在研究正面碰撞中座椅参数对乘员保护效果的影响。首先依据某一轿车副驾驶员座椅相关尺寸设计了简化的台车约束系统试验装置,建立了带Hybrid III 50th假人的约束系统有限元仿真模型,并通过台车试验验证了其有效性。接着采用最优拉丁方试验设计和Kriging模型,对座椅前后位置、坐垫高度、坐垫倾角和靠背倾角等4个参数进行了优化。确定了正面碰撞时座椅的最佳参数:座椅从中间位置向后移动111.5mm、坐垫高度56.99mm、坐垫倾角22.76°、靠背倾角29.33°。最后,基于座椅最佳参数再次进行仿真的结果,加权损伤指标降低了15.77%。     

汽车低速追尾碰撞中人体颈部伤害及保护系统研究

在MADYMO软件中使用BioRIDⅡ后碰撞假人建立追尾碰撞模型,分析了头枕位置和倾角参数对汽车发生追尾碰撞时头颈部动力学的影响,并使用颈部损伤准则值NIC和Nkm来评估颈部损伤的风险。仿真结果表明这些因素对颈部的动力学响应有着重要影响,高而且靠近头部,并且有适当增大倾角的头枕,有助于减小颈部的损伤。     

挥鞭伤及相关法规研究

为降低在低速追尾碰撞中乘员颈部受到的挥鞭伤害,文章对挥鞭伤生成原理、E-NCAP及C-NCAP挥鞭伤试验的评价方法进行了研究,并依据E-NCAP中等强度动态试验标准,对普通头枕及Re-active头枕进行试验对比,从结果评价中可看出,Re-active头枕在头枕接触时间、颈部伤害指标NIC、Nkm及上颈部剪切力4方面均优于普通头枕,试验结果总得分也高于普通头枕,说明Re-active头枕能够在低速尾碰过程中更有效地保护乘员头颈部。     

挥鞭伤及相关法规研究

为降低在低速追尾碰撞中乘员颈部受到的挥鞭伤害,文章对挥鞭伤生成原理、E-NCAP及C-NCAP挥鞭伤试验的评价方法进行了研究,并依据E-NCAP中等强度动态试验标准,对普通头枕及Re-active头枕进行试验对比,从结果评价中可看出,Re-active头枕在头枕接触时间、颈部伤害指标NIC、Nkm及上颈部剪切力4方面均优于普通头枕,试验结果总得分也高于普通头枕,说明Re-active头枕能够在低速尾碰过程中更有效地保护乘员头颈部。