螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的应用研究

以TIIDA轿车为例,应用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的碰撞过程进行了数值模拟,得到结构的瞬态动力响应以及速度、加速度、碰撞能量吸收等参数的时程曲线,展示了螺纹剪切变形的全过程.     

矩形螺纹剪切吸能影响因素研究

为设计出能满足碰撞安全要求的吸能螺纹,先对螺纹剪切过程进行了静态力学特性分析并得到静态的螺纹剪切力计算公式,探讨了矩形螺纹直径、螺距等参数对螺纹剪切力的影响;运用动态显式有限元方法,以加速度为考核指标,对矩形螺纹的参数进行了分析,其结果可以和静态力学特性分析互为补充,为矩形螺纹吸能特性的优化设计提供一定理论依据和参考。     

基于制动系统实时监测的CST电控系统

以单片机为核心,用C语言编写控制指令,研制螺纹剪切吸能装置(CST)电子控制系统中的制动性能实时监控系统。该系统以微电子机械系统(MEMS)电容加速度传感器监测动态制动减速度值,将制动抱死点减速度平均值的50%设置为门限值作为判断制动系统是否失效的依据。结果表明,该门限值可以起到认定制动系统是否失效的作用,设计的电子控制子系统能够按预期的方式控制CST的伸缩。     

第二代螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的电子控制系统

螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置第二代产品,采用了驱动电机侧置并增设传动齿轮的驱动形式,解决了第一代产品中冲击杆的传动转矩过大的问题,并降低了电子控制系统的设计难度.为研制其电子控制系统,选定了驱动电机,开发了硬件和相应的控制软件,并在ZOTYE2008汽车上得到成功的应用,从而为螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统提供了一种新的控制模式.     

螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的电控系统

为确保汽车碰撞过程的平稳性,提高吸能装置的自动化程度,针对螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置,采用以单片机为核心的控制系统,通过接收传感器获取的轮速信号,计算碰撞能量大小,据此调整吸能装置的吸能能力,保证吸能装置可以在不同速度下具有相应的吸能能力,即实现吸能能力的自动控制.文中说明了该电子控制系统的设计.     

不同伤害指标对评价人体胸部侧向碰撞伤害程度的影响

以蜂窝状纸板为吸能材料，根据模拟汽车侧面碰撞的假人一滑车碰撞试验结果，分别以基于加速度参数建立的胸部伤害指标和基于变形参数建立的伤害指标，分析车门与乘员之间有无吸能材料和吸能材料特性对胸部侧向碰撞伤害程度的影响，探讨其不同伤害指标对评价结果的影响。     

基于主被动结合的螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能控制系统

文中基于主、被动安全技术相结合的思想,提出了一种螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能控制系统。该控制系统以单片机为核心,通过毫米波雷达测得本车与前方车辆之间的距离,运用行车安全距离模型确定本车的安全状态,一旦遭遇危险,就启动螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能系统应对可能的碰撞事故。此时,单片机接收传感嚣获取的轮速信号,确定本车具有的冲击动能,并据此控制吸能系统的伸缩量,确保吸能系统具有足够的吸能能力,实现吸能系统的特有功能,即最大限度地减少汽车车身的占有空间,保持碰撞吸能过程的平稳与渐进,实现吸能能力的实时调整。     

基于参数化白车身的前纵梁响应面优化设计

以前纵梁为研究对象,基于SFE Concept参数化白车身模型,对正面100%刚性墙碰撞下的整车耐撞性能进行数值模拟和优化设计。文中引入"分析驱动设计"的理念,综合考虑有效加速度、效率、侵入量等多个评价指标,对纵梁的截面、厚度、长度等参数进行DOE实验设计并建立数学模型,总结各设计变量对碰撞性能的影响规律,最终得到纵梁的最优化设计,提高了整车的耐碰撞性能。     

汽车碰撞中乘员腹部损伤机理及生物力学响应研究进展

在汽车碰撞中,乘员腹部损伤最常见的是实质性脏器损伤,如肝脏、脾脏、肾脏等,主要由汽车前部转向系统、侧门、仪表盘、安全气囊等造成。汽车碰撞中乘员腹部损伤生物力学的研究任务是探讨腹部各组织和器官的损伤与力学因素的关系,比如力、加速度、变形等,建立相关的评估损伤标准参数。分别从腹部损伤影响因素、腹部生物力学响应、腹部损伤耐受限度等方面对近年来国内外在汽车碰撞乘员腹部损伤生物力学方面的研究进展做了总结概括。     

行人头部撞击汽车发动机罩盖的多波峰特征与结构设计CSCD

为了解汽车发动机罩盖的结构设计对行人头部冲击响应的影响机理,提出了一种结构设计。根据行人头部冲击器与发动机罩盖碰撞加速度波形的多个波峰的特征,划分为不同阶段;分析了罩盖的碰撞变形过程和吸能机理,各阶段分别受罩盖随动质量、结构刚度、边界支撑及下方变形空间等因素的主导;对各主导因素进行补偿,以实现最优波形的罩盖结构设计方法。以某量产车型作为工程应用实例,给出了具有夹层板结构的发动机罩盖设计方案。结果表明:该设计能够改善行人头部碰撞保护性能,为发动机罩盖设计提供参考。     

乘用车正面碰撞性能优化仿真研究

本文以某车型为例,利用Pam-Crash这一专业碰撞分析软件进行了正面碰撞仿真优化研究,提出了正面碰撞的评价指标,分别从纵梁能量吸收、B柱加速度、防火墙侵入量等方面着手,研究优化方案,仿真结果表明,改进方案有效提升了正面碰撞性能。     

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。     

基于有限元碰撞分析的汽车柱饰板结构优化

主要论述了在汽车内饰头部碰撞区域零件设计要求和准则,以A柱饰板为研究对象,通过将碰撞有限元理论引入到柱饰板的优化设计中,提出了行之有效的柱饰板优化设计方案。利用仿真分析得到碰撞过程中加速度和伤害值HIC(d)等结果来指导柱饰板系统的优化设计。并通过碰撞物理实验验证了优化方案的有效性。     

护栏端头事故分析与解决方案

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重性,通过事故形态分析,提出护栏端头碰撞条件与评价标准,并给出解决方案。结果表明,小型车碰撞护栏端头易造成乘员严重伤害,应采用小型车对护栏端头进行安全评价;卷板式护栏端头通过卷曲波形梁板吸收车辆动能,碰撞方向加速度为12.5 g,可有效防护小型车100 km/h正面碰撞;吸能箱式防撞垫通过结构变形吸收能量,小型车60 km/h正面碰撞加速度最大为10.7 g,侧面碰撞加速度最大为16.1 g。研究成果对护栏端头安全设计和标准完善有指导作用。     

高等级单波梁钢护栏创新设计与试验

为设计一种缓冲性能好，经济、安全和景观三方面统一的桥梁护栏，以解决国内外桥梁钢护栏碰撞缓冲吸能效果不佳、造价高、存在绊阻现象等问题，文章提出了一种新型组合式缓冲立柱与单波钢管横梁相结合的高等级单波梁钢护栏设计结构，其中，立柱采用“8”字型立柱并列组合结构，横梁采用单块单波梁与圆形钢管形成盾牌形横梁。在SA级碰撞条件下，对大客车和小客车的驶出角度、驶出速度、立柱变形最大位移、车体加速度、车辆运行轨迹等指标进行了CAE分析与实车碰撞试验。试验结果表明：该护栏缓冲能力明显、导向功能好、防护功能强，满足高速公路护栏安全性能评价标准，该高等级单波梁钢护栏设计方案具有良好的可行性。     

正面碰撞波形对乘员伤害值的影响

基于能量守恒原理,将复杂的实车碰撞波形简化成参数化的两阶等效波形。通过改变两阶等效波形中的特征参数,研究不同碰撞波形对乘员胸部加速度的影响。计算结果表明,通过合理控制碰撞波形和侵入量,可以有效降低乘员胸部加速度。     

轿车侧面柱碰撞和可变形壁障碰撞试验研究

为研究侧面柱碰及侧面可变形壁障碰撞试验特点,选取某B级轿车分别进行了Euro-NCAP中侧面柱碰试验和C-NCAP侧面可变形壁障（AE-MDB）试验。分析了车身加速度以及假人伤害特点,结果表明：侧面柱碰撞相比可变形壁障碰撞对乘员有更大的损伤风险,车身加速度更大,车身侵入量更大、局部变形更严重。为减少侧面碰撞伤害,需要增加碰撞侧车身局部强度,避免小区域重叠刚性碰撞。     

加速度传感器及其安装工艺对碰撞模拟试验结果的影响

为研究加速度传感器的类型及其安装工艺对车辆碰撞模拟试验结果的影响,采用碰撞试验常用的压阻式和电容式加速度传感器测量了不同碰撞模拟波形在加速台车和减速台车的模拟试验中的输出.通过DIAdem 和Matlab等工具计算分析了不同类型、不同安装位置与方式的加速度传感器在不同模拟波形试验中输出结果的偏差、相干函数、碰撞能量和冲击响应谱等参数.结果表明在时域和频域内,不同类型的加速度传感器及其安装工艺对法规波形试验结果无明显影响,而对任意波形的模拟试验结果会产生不同程度的影响.     

泡沫应变率对行人小腿碰撞性能影响的研究

建立了车辆-行人小腿碰撞模型,在考虑和不考虑泡沫应变率效应的条件下进行了车辆保险杠与行人小腿的碰撞模拟分析,并与试验结果进行了对比.通过对小腿加速度、弯曲角、剪切位移3个性能参数的模拟分析结果表明,泡沫应变率对行人小腿碰撞性能影响较大,因此在实际分析中必须考虑泡沫材料的应变率效应.     

重型汽车保险杠低速碰撞性能分析

针对某重型载重汽车保险杠开展低速碰撞安全性研究.利用Hypermesh建立有限元模型,再用LS-DYNA显式动力分析有限元软件求解分析.分别建立重型汽车保险杠系统与刚性墙低速正碰,与摆锤偏碰2种工况,得到保险杠的变形、加速度等参数,分析了某重型汽车保险杠的低速碰撞性能.根据碰撞能量相等原理进行了保险杠与刚性墙正面碰撞的台车试验,验证了仿真模型的正确性并分析产生误差的原因.试验和仿真结果表明,该型汽车保险杠在低速碰撞时变形较小,对前围部件起到了较好的保护效果.