汽车侧面碰撞下乘员骨盆响应的模拟方法

本文以多体系统理论为基础,应用碰撞伤害模拟软件MADYMO建立了基于美国韦恩州立大学侧面碰撞台车试验基础上的三维多体数值仿真模型.此仿真模型包括选用的MADYMO数据库中的BIOSID侧碰假人模型、Heidelberg型座椅模型、相关台车环境模型及缓冲材料模型.应用模型分四种碰撞条件进行了模拟研究,通过比较分析模拟结果与台车试验结果在量值和变化趋势两方面的一致性,验证了所建数值仿真模型的有效性,为应用此模型进行侧面碰撞下乘员骨盆响应的研究提供了有效手段.     

新版C-NCAP侧面碰撞假人损伤研究

基于某车型的开发需求,采用新旧两种不同的侧面碰撞测试方法,对某车型进行了两次侧面碰撞试验,探究新的评价方法下,乘员保护面临的挑战。两种试验方法分别采用ES-2假人配合EEVC 2000可变形移动壁障和World SID50th假人配合碰撞中心后移以及保险杠高度提高的AE-MDB可变形移动壁障。试验结果表明,新的侧面碰撞测试方法对汽车侧面安全性能的要求更为严苛,主要体现在前排假人上肋骨损伤显著增加,后排乘员的头部损伤及盆骨损伤也明显增加。在新的侧面碰撞方案实施时,新的约束系统开发需要提高对前排乘员胸部及后排乘员的保护。     

乘员骨盆侧面碰撞响应的数值仿真

以多体系统理论为基础,应用碰撞伤害模拟软件MADYMO建立基于美国韦恩州立大学侧面碰撞台车试验基础上的三维多体数值仿真模型。此仿真模型包括选用的MADYMO数据库中的BIOSID侧碰假人模型、Heidelberg型座椅模型、相关台车环境模型及缓冲材料模型。应用模型分4种碰撞条件进行模拟研究,通过比较分析模拟结果与台车试验结果在量值和变化趋势两方面的一致性,验证所建数值仿真模型的有效性,为应用此模型进行侧面碰撞下乘员骨盆响应的研究提供有效手段。     

某车型正碰后排假人伤害的仿真与试验分析

正面碰撞后排假人安全性是车型安全开发的重要指标之一。本文针对某车型在开发过程中存在的后排女性假人下潜及胸部伤害现象,首先分析后排女性假人运动机理;其次,分别提出"增加假人一侧座垫连接结构及防下潜支架"及"采用后排限力式安全带"的改进方案,并基于有限元方法建立正碰仿真分析模型开展正面碰撞分析;然后,设计台车碰撞试验方案,进行正面碰撞台车试验,分析方案的可行性;最终通过实车验证。研究表明,方案能够有效避免后排女性假人发生下潜现象及降低胸部伤害,使其满足车型安全开发要求。     

利用侧面安全气囊提高侧撞乘员保护效果的研究

文章简要阐述了针对C-NCAP侧撞要求中对于改进乘员保护所需的工作,基于侧面碰撞试验结果,分析了侧面气囊对乘员姿态控制和身体各部位的保护机理,提出了侧面气囊的设计思路。并结合某一车型的实际侧面碰撞性能提升开发过程,利用多次侧撞台车试验优化了侧面气囊并在整车侧撞试验中验证了气囊对假人胸部和腹部在C-NCAP中最易失分部位的保护效果。     

儿童安全座椅侧面碰撞头部保护研究

根据欧洲儿童乘员约束系统法规(ECE R129)要求,建立台车座椅约束系统模型,施加法规中规定的速度曲线,以模拟汽车在侧面碰撞事故中后排儿童乘员的头部损伤情况。通过台车侧撞试验,验证了所建有限元仿真模型的有效性。通过压缩试验,对30倍发泡率EPP材料力学性能进行测定,确定采用包含应变率效应的MAT83材料卡片,以模拟EPP材料头枕在碰撞工况下的力学响应。以儿童乘员头部3 ms加速度和HPC作为评价指标,对比分析EPP材料和普通材料对儿童乘员头部的保护效果。结果表明:与普通材料相比,采用EPP材料后,Q3假人模型HPC降低24.9%,头部3 ms加速度降低8.1%,有效降低了汽车侧面碰撞对儿童头部的损伤。     

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。     

C-NCAP正面碰撞试验中后排女性假人伤害统计研究

在汽车碰撞试验中,后排女性假人评价得分普遍偏低.文章依据2012版新车评价规程（C-NCAP）,通过对12款不同类型轿车（小型轿车、中型轿车及SUV）完全正面碰撞和正面偏置碰撞的试验结果进行研究,分析后排女性假人伤害原因,总结出2种正面碰撞试验中后排女性假人颈部和胸部是主要失分部位;假人下潜现象或趋势的发生是后排女性假人得分率低的主因;碰撞试验中后排乘员伤害性很大,此规律并没有因为车型大小及星级高低的不同而改变.该研究对后排女性假人约束系统的开发具有指导意义.     

基于《电动客车安全技术条件》的客车侧碰试验研究

为了分析《电动客车安全技术条件》中客车侧面碰撞乘员保护试验方法的可行性,文章依据标准进行了客车侧面碰撞试验。通过分析侧面碰撞假人损伤情况,得到该试验方法无法复现乘员损伤较严重的客车撞客车侧面碰撞工况。通过分析试验车辆加速度曲线得到加速度传感器布置点,为客车侧面碰撞中乘员保护试验方法研究打下了基础。     

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。     

模拟汽车侧面碰撞的人体骨盆损伤的试验研究

本文介绍了利用模拟汽车侧面碰撞的试验台研究人体骨盆损伤的试验方法，并在试验基础上，分析了在乘员与侧壁之间安放不同特性的吸能材料对人体骨盆生物力学特性和损伤程度的影响。     

侧碰试验中车门运动与假人伤害响应的相关性

根据侧碰撞试验中车门的运动特点,将车门运动的速度曲线简化为双速度平台曲线,使得车门运动对乘员伤害的影响可用接触时间、过渡段斜率及第2速度平台3个特征参数的变化完整地描述.利用MADYMO仿真软件建立了侧碰撞台车模型,研究了3个特征参数与侧碰撞假人伤害值响应的相关性.     

Development and validation of side-impact crash and sled testing finite-element models

Side-impact collisions are the second leading cause of death and injury in the traffic accidents after frontal crashes. Side-impact airbags, side door bars and other protection techniques have been developed to provide occupant protection. To confirm the effectiveness of protection equipment installed in vehicles, studying the degree of impact is fundamental to understand the effect of automobile collisions on the human body. Therefore, the dynamic response of the human body to traffic accidents should be analyzed to reduce the level of occupant injuries. Generally, the experimental method is complex and expensive. Recently, numerical crash simulations have provided a valuable tool for automotive engineers. This work presents full-scale and sled side-impact test finite-element (FE) models - based on the Federal Motor Vehicle Safety Standard No. 214 - that simulate a side-impact accident. The crash simulations utilized the LS-DYNA finite-element code. The human body's dynamic response to crashes is discussed herein. Additionally, occupant injuries were measured. To verify the accuracy of the proposed crash test and sled test FE models, simulation results are compared with those obtained from experimental tests. The comparison results indicate that the proposed crash test and sled test FE models have considerable potential for assessing a vehicle's crash safety performance and assisting future development of safety technologies.     

乘员膝部碰撞台车试验与车身结构设计

介绍了Euro NCAP关于膝部碰撞试验要求和试验方法。依据该试验方法采用现有的台车试验系统对配有膝部气囊的某车型进行了典型膝部碰撞试验研究。在膝部碰撞伤害区域内选取驾驶员左膝侧、乘员左膝侧、乘员右膝侧和转向柱下护板4个位置作为碰撞试验点,通过分析大腿力和膝部滑移量碰撞试验结果可知,4个碰撞位置设计均符合要求。     

Crash protection of Hybrid Electrical Vehicles for amending the KMVSS No. 91

This paper explores issues related to the electrical safety of Hybrid Electrical Vehicles (HEVs) during and after various crash events. Japanese and American federal regulations regarding occupant protection against high voltages in Electric Vehicles (EVs) and HEVs were surveyed and analyzed in this study. Front, side and rear impact tests for two types of HEVs were conducted to investigate electrolyte spillage, the retention of the propulsion battery system and the electrical isolation of the occupant. The test results met the related criteria. The test procedures and the criteria for occupant protection established through this study were amended to Korean Motor Vehicle Safety Standard (KMVSS) No. 91 to add the crash protection of the EVs and the HEVs.     

基于稳健性设计的汽车侧撞车门开启问题研究

在整车的侧面碰撞性能开发试验中,某车型左后车门出现开启现象,影响整车的侧面碰撞安全性能。分析表明侧面碰撞过程中后门的开启与门外板的变形模式及车锁结构的相关性。而车门外板变形对门板厚度、门包边强度的控制很敏感。通过稳健性优化设计,对各个控制因素进行优化选择,使后门系统在侧面碰撞中能够保持稳定的变形模式,从根本上解决碰撞过程中车门开启的问题。     

一种侧撞试验台的方案设计

侧撞试验台是一种新近出现的成本较低、研究车辆在侧面碰撞中车门侧面结构耐撞性及侧面内饰和侧面安全气囊对乘员保护作用的部件试验台。本文研究了实车侧面碰撞中车门的速度特征以及乘员的伤害情况,并在此基础上提出了一套结构简单、成本较低、可以实现的侧撞试验台方案,对台车进行了结构设计,最后在动力学和运动学上验证了该方案的可行性。     

Occupant injury risk analysis at NASS/CDS database

Injury information for vehicle occupants from the body regions of the head, thorax, abdomen, and upper and lower extremities, due to the restraints and interior parts of the vehicle, were extracted from the 2009 ~ 2012 NASS/CDS database. For those cases with high occurrence frequency, a detailed and comprehensive data analysis was performed to find the relationship between the accident, occupant, vehicle, and injury data. A numerical frontal impact sled model with the Hybrid III dummy and the GHBMC human body model was constructed to simulate and identify those injury risks according to NASS/CDS. Among the 5,734 injuries to the aforementioned body regions from frontal crashes are, listed by frequency of occurrence, the lower extremity (27.8 %), upper extremity (21.3 %), thorax (15.1 %), face (10.9 %), spine (8.7 %), head (7.3 %), and abdomen (6.9 %). The main injury sources to the head were the windshield, side structure, and steering wheel. For the thorax and abdomen they were the seat belt and steering wheel. For the lower extremity it was the instrument panel. The main injury patterns for the head were the concussion and the contusion. For the thorax they were vessel laceration and lung contusion. For the abdomen they were laceration and contusion of the organs. For the lower extremity they were bone fracture and ligament rupture. The steering wheel and seat positions were main factors affecting head and thorax injury risks. From the sled impact simulation, high injury risks of the head and thorax were assessed respectively at conditions of steering column tilt down and rear most seat position, which correlated well with the findings from the NASS/CDS data analysis.