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。     

汽车侧碰中后向式婴儿座椅设计参数的仿真研究

运用子结构的建模方法建立了侧碰时的婴儿约束系统模型,该模型包括后车门总成模型、汽车后排座椅模型、婴儿安全座椅、P3／4假人模型、后排座椅安全带和婴儿座椅安全带,并运用规定结构运动的PSM方法定义车门总成的运动,在此基础上研究侧碰撞中婴儿安全座椅的设计参数对P3／4婴儿假人动力学响应及其损伤的影响。仿真结果表明：坐垫刚度和安全带刚度对婴儿假人损伤影响较大、坐垫摩擦系数对胸部加速度和颈部损伤影响较大。     

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。     

基于多学科优化的正碰约束系统参数设计

约束系统是汽车被动安全的重要组成部分,为提高约束系统的有效性,以Hybrid III 50th男性假人在100%重叠正面碰撞工况下的得分为基础进行多学科优化分析,得到了安全带及安全气囊参数与假人胸部、小腿之间的变化关系。并通过调整安全带和安全气囊参数,得到了最优参数匹配,使假人得分从14.12分提高到14.46分,有效提高了假人得分,对约束系统参数设计具有一定的参考意义。     

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。     

安全带织物宽度对乘员保护效果的影响

文章讲述了安全带织物宽度对乘员保护效果的影响。通过使用特殊编织方法,可以在碰撞事故发生时,使安全带在拉伸过程中变宽,增大和乘员的接触面积。通过仿真调整织带宽度,验证对假人主要伤害指标的影响,评价设计思路实际保护效果,为安全带实现更好的约束效果提供参考。研究基于仿真软件的THOR假人进行分析,对不同位置的肋骨位移进行了考察,结果显示织带变宽对假人伤害指标有空间位置上的分摊作用,对胸部变形量有一定的改善。     

汽车正面碰撞乘员约束系统模型建立及乘员保护分析

利用MADYMO软件建立了乘员约束系统的模型,整个模型包括车体、安全带、安全气囊和假人.模型经过验证后与试验数据相比较符合要求,并利用验证后的模型对座椅坐垫倾角参数和集成安全带式座椅对正碰中乘员的保护效果进行了分析.     

儿童安全座椅碰撞检测偏差影响因素仿真与试验研究

针对汽车三点式安全带固定儿童安全座椅和五点式安全带固定儿童假人的情况,采用仿真计算和试验验证相结合的方式,对安全带初始张力、五点式安全带位置差异、儿童安全座椅整体位置差异和头部位移图像识别方法4个方面对动态碰撞检测结果的影响进行了定量分析。结果表明:儿童安全座椅整体位置的前后偏移影响最为显著,导致胸部合成加速度最大偏差为4.3%,胸部垂直加速度的最大偏差高达37.7%。所提出的修正公式使头部位移图像识别误差大幅降低;所制定的控制方法和措施有效地减小了测试偏差,并保证了测试数据的一致性。     

儿童约束系统动态仿真研究及初步参数分析

本文利用MADYMO软件建立包含P系列儿童假人、一款国产汽车用儿童座椅和试验台车的儿童乘员约束系统的计算机仿真模型,并模拟了ECE-R44法规规定的正面碰撞台车试验环境。通过与对应产品的台车碰撞试验结果对比,对该模型有效性进行了验证。同时,在已验证模型的基础上,对儿童座椅及台车试验系统设计参数对儿童乘员响应的影响进行了分析,结果表明儿童座椅的摩擦系数、成人安全带刚度、儿童座椅安全带定位孔孔位置对儿童乘员在正面碰撞中的响应影响较大,通过适当的儿童约束系统设计可以降低儿童乘员在碰撞事故中的受伤几率。     

安全带非正常佩戴位置对假人胸部压缩变形量的影响

假人胸部压缩位移量是中国新车评价规程(C-NCAP)评价汽车被动安全性能的一个指标。为研究安全带佩戴位置对胸部位移量的影响,本文以冲击速度为3.0 m·s-1,对于HybridⅢ50百分位假人胸部,进行了摆锤标定试验。以正常胸部冲击位置为0点,沿Z轴向上每隔20 mm选取一个冲击位置点。在正常的与非正常的安全带佩戴位置,对某车型进行了2次对比试验,分析两者的胸位移曲线。结果表明:当偏离位置小于从正常胸部冲击的0点向上60 mm时,胸位移基本为线性下降。正确的安全带佩戴位置是:安全带上边缘不得超过假人上衣调整螺栓孔。作者建议:新版C-NCAP能增加安全带佩带范围的要求,以使假人胸部压缩位移量的评价更接近真实。     

六点式安全带防护效率试验研究

利用Hybrid Ⅲ 50th假人佩戴六点式安全带进行了前碰撞试验,并对比分析了三点式安全带约束下的头部和胸部损伤值.在试验基础上,又进行了Hybrid Ⅲ 50th假人仿真对比分析.结果表明,六点式安全带较三点式安全带头部和胸部损伤值明显降低,尤其是胸部压缩值.分析指出,进一步优化安全带的强度和材料参数可以获得更好的保护效果.     

侧面碰撞中儿童约束系统的仿真研究

通过MADYMO软件建立了侧面碰撞台车及儿童约束系统的仿真模型,并对所建立的模型进行了有效性验证。在此基础上,分析了侧门不同侵入条件对儿童损伤响应的影响情况。研究结果表明,侧门的侵入速度对儿童假人的各项损伤响应的影响较大,而侵入深度产生的影响较小;门板侵入方式的改变对儿童假人头部的损伤响应影响显著,而对胸部及骨盆的响应影响较小。建立的仿真模型有效可靠。     

安全带预紧性能对假人运动姿态的影响

本文讲述了预紧性能表现对假人运动趋势的影响。通过仿真调整预紧和限力转换部分的表现,验证对假人运动趋势的影响,保证设计思路正确。产品的预紧改善增加对假人的约束,可影响假人的运动趋势。改善预紧,可明显降低腰带力,头部碰撞时间延后,胸部和骨盆加速度都下降,胸压上升,对假人胸部及骨盆的约束效果明显增强。以上的设计思路,为实现安全带达到更好的约束效果提供参考。     

正面碰撞中基于中国人体尺寸的假人损伤响应研究

为探究中国乘员在汽车正面碰撞中的损伤响应,基于中国人体尺寸和现有混Ⅲ 50百分位假人有限元模型,采用全体段缩放方法建立了符合中国人体尺寸特征的中国人50百分位男性假人有限元模型。采用LS-DYNA建立并验证了某量产车型的驾驶员侧约束系统模型,对比分析了中国人50百分位男性假人与混Ⅲ 50百分位假人在同一正面碰撞工况下的损伤响应,并研究了安全气囊的起爆时间、排气孔直径和气体质量流率3个参数对两种假人的损伤影响。结果表明,与混Ⅲ 50百分位男性假人相比,中国50百分位男性假人的头部损伤风险较大,而胸部损伤可能较小;对于混Ⅲ 50百分位男性假人是最优的安全气囊参数未必能给对应的中国假人提供最优的保护,部分安全气囊参数对两种假人损伤的影响趋势甚至是相反的。     

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。     

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。     

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.     

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.     

车辆碰撞中乘员各部位动态响应及能量关系

为了说明汽车碰撞中乘员能量分配关系,参考国际常用法规和新评价规程(NCAP)对假人伤害指标的评估提出了一种新的假人各部位划分方式并进行了能量关系和假人响应的相关推导。在此基础之上,以某一经过试验验证的计算机碰撞模型从时域和位移域两个角度对各部位ride-down能量和约束系统能量进行了定量计算和分析,比较了假人身体4部位的动态响应在峰值和时序上的差别和各部位能量、能量密度、ride-down效率的对比关系。最后对以胸部加速度替代整个假人加速度的传统方法和本文的划分方法进行了对比和误差分析,计算结果表明传统方法的能量相比本文的方法存在近10%的误差,并且不能够较好评估整体能量变化趋势尤其是峰值之后的能量变化。研究结果对于深入理解人体各部位能量分配关系、响应以及约束系统的正确设计具有指导意义。     

基于MADYMO的前碰撞混合Ⅲ型假人胸部压缩量损伤分析

用MADYMO分析工具建立了简化的混合Ⅲ型假人胸部模型,探讨了胸部压缩量的影响因素并划分了胸部碰撞的敏感区域.整车的约束系统分析进一步明确了安全带佩戴位置对胸部压缩量的具体影响.