聚丙烯复合材料发动机罩盖行人头部保护优化设计

为研究车辆与行人发生碰撞时汽车发动机罩盖对行人头部的保护性能,减少人车事故中行人的受伤害程度,建立了行人头部冲击器撞击发动机罩盖的有限元模型,分析了行人头部冲击器撞击相同结构的聚丙烯复合材料、钢制发动机罩盖的行人头部保护性能,比较了不同材料发动机罩的吸能特性,探究了发动机罩盖影响头部HIC值的主要影响因素。设计3因素2水平的正交试验,利用LS-DYNA依次进行了试验的仿真计算与分析,确定了各影响因素对头部HIC值的影响顺序,并对复合材料发动机罩盖的结构参数进行了优化调整。为降低复合材料发动机罩盖的头部碰撞损伤相关加速度值,增加其吸能特性,对翼子板进行了局部结构优化设计。结果表明:经过局部优化,铰链结构能使碰撞区域远离行人头部与翼子板尖角处碰撞最为激烈的发动机罩铰链边缘区域;弱化翼子板侧边垂直尖角的结构,能够起到一定的吸能作用,对行人起到保护效果;改进后的长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的质量相比原来降低51.5%,更有利于满足对车身的轻量化要求,增加车辆燃油经济性;对长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的静态刚度进行了分析,扭转刚度得到增加,弯曲刚度和侧向弯曲刚度值变化在10%范围内,符合设计要求。     

正交试验法在行人保护发动机罩概念设计中的应用

文中通过对行人头部碰撞机罩的过程加速度的分析。讨论了在碰撞过程中造成头部伤害的各影响因素。并利用dyna软件对汽车有限元模型仿真分析。在分析过程中。利用正交试验法对发动机罩系统进行概念设计研究。得出各因数对行人头部伤害值的影响程度。指导发动机罩的设计。     

基于行人保护要求的前围上部结构分析

通过对行人保护法规的学习,进行成人头部碰撞区域的车身结构分析,得到了以下结论:车身前围上部钣金结构设计对成人的头部伤害具有重要的影响。从理论上分析车身前围上部钣金结构的可行性,并结合CAE虚拟分析结果,最终得到前围上部钣金结构设计的要点。在前围上部钣金的结构设计过程中,需要在成人头部碰撞力的传递路径上增加传力引导面,同时减少钣金设计的局部剧烈变形结构,以便保证前围上部钣金的变形溃缩模式,增加碰撞能量的吸收,减少碰撞的反作用力,从而降低成人头部的伤害程度,保证行人头部安全,为后续行人保护过程中的前围上部结构设计提供指导。     

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

在汽车与行人碰撞事故中,行人头部伤害是造成行人重伤或死亡的主要原因。采用有限元三维实体建模技术,建立了发动机罩和包括头皮、头骨两层球体结构的行人头部有限元模型,分析了头部与发动机罩的瞬态大变形非线性撞击响应,得到了头部与发动机罩相撞时的速度、位置及头部质量、发动机罩的厚度、摩擦因数等因素对头部伤害的影响规律,并对铝质与钢质发动机罩作了比较,结果表明铝质发动机罩对行人头部具有更好的保护效果。     

行人保护主动式罩盖的系统开发

主动式罩盖的开发对行人保护头碰非常重要,发动机前舱的零件布置与发动机罩盖间的距离是保护行人头部的关键空间.在行人头部撞击到汽车后,主动式罩盖的后端会弹起并起到增大保护空间的作用.针对带有主动式罩盖车型的开发设计,早期对前保蒙皮进行设计,中期进行CAE的仿真分析,后期采用物理试验进行验证都是至关重要的.除此之外,带有主动...     

塑料前舱盖头部保护C-NCAP五星目标达成

在车辆与行人碰撞事故中行人属于弱势群体,而且行人头部受到的伤害尤其严重,通过对前舱盖针对性结构设计有利于提高行人头部的保护。采用仿真和试验结合对标的方法,建立行人头部撞击器与发动机罩碰撞的有限元模型,通过模拟头部伤害值得分,对结构设计提出优化改进方向。汽车针对行人的碰撞安全保护已经成为汽车碰撞安全性研究领域的主要一环,其评价方法的完善对促进汽车与行人碰撞安全性的提高具有重要意义。     

针对行人髋部碰撞保护的汽车前端造型与结构概念设计研究

分析了汽车前端造型因素对行人髋部碰撞的影响,提出了以降低碰撞能量输入为目标的车型外轮廓设计方法,并建立了髋部冲击器与某实车车型发动机罩前缘碰撞模型。基于该模型对其行人髋部碰撞保护性能进行了分析评估,结合各个碰撞位置的局部结构特征,进行了有针对性的结构改进设计。仿真结果表明,通过增设可变形吸能结构、削减局部结构刚度等措施,可以改善髋部冲击器的碰撞波形,降低损伤指标的峰值,为以Euro NCAP评价为目标的实车造型和结构设计提供参考。     

有利于行人头部保护的碰撞波形研究

对行人头部碰撞波形进行了合理简化,研究了3种典型简化波形对行人头部碰撞所需吸能空间的影响,推导出了满足头部伤害指标HIC=1000且所需吸能空间最小的最优简化波形,提出了有利于行人头部保护的碰撞波形改进措施.建立了某车型行人头部碰撞有限元模型并进行了试验验证,结果表明,所提改进措施可以有效地提高行人头部保护性能.     

铝合金发动机罩盖内板结构优化设计研究

为实现发动罩盖的轻量化设计,本文使用铝合金材料制作发动机罩盖。基于刚度和行人保护,利用OptiStruct软件优化设计一种新型的铝合金内板结构,相比原钢制罩盖,重量减轻46.4％,行人头部保护、刚度和模态性能没有降低。     

基于行人保护的铝合金发动机罩盖结构优化设计

基于原钢质罩盖的行人头部保护性能,采用结构优化的设计方法,设计圆锥形内板结构的铝合金发动机罩盖。CAE仿真分析结果表明,在满足刚度性能要求的同时,铝合金罩盖具有更好的行人保护性能,且实现减重45.5%。同时为铝合金等轻质材料在汽车上的应用提供了借鉴作用。     

基于儿童行人头部保护要求的发动机罩锁扣碰撞性能研究

针对某款汽车发动机罩锁扣加强板区域的儿童行人保护性能,建立了儿童行人头部模型与车辆碰撞的有限元模型,并根据试验结果对碰撞模型进行了验证.分析了锁扣加强板区域各部件对行人头部碰撞的影响,对罩锁扣加强板的设计进行了改进.分析结果表明,在保证刚度条件下使用新的发动机罩锁扣加强板结构,儿童HIC值可由原来的1211下降到756...     

基于E—NCAP行人碰撞保护的发动机罩设计

行人头部碰撞保护一直是汽车行人安全设计的难点,随着E—NCAP对行人保护要求的不断提高,头部保护的得分比重对于获得高星级评价至关重要。文章基于某车型E—NCAPV6．2五星性能开发,采用虚拟仿真与试验测试有效结合的方法,对发动机罩进行了优化设计,提出了一种有利于行人头部碰撞保护的发动机罩。改进前后测试成绩的对比分析表明,该结构可极大优化行人头部碰撞保护效果,使发动机罩头部测试区域得分总分提升至24．43分,满足E—NCAPV6．2五星行人保护性能要求。可为后续设计提供参考,具有很高的推广价值。     

基于行人保护的发动机罩铰链研究进展

作为头部撞击的集中区域,汽车发动机罩铰链为发动机罩的内部硬点,其故障会对驾乘人员和行人造成危险。文章在对行人保护发展进行综述的基础上,从发动机罩铰链的仿真分析及试验和结构设计两个方面详细介绍了基于行人保护的发动机罩铰链的研究现状。结果表明,发动机罩铰链的仿真分析及试验研究以仿真结合试验的方法开展,发动机罩铰链的结构设计呈现主动式、压溃式、结构优化式和可折叠变形式四种类型,最后展望了发动机罩铰链的发展方向。     

碰撞位置对行人头部生物力学模型损伤影响

利用人体头部生物力学模型研究了行人与车辆前端碰撞时头部损伤。结果表明,在同一目标点进行碰撞时,由于颅骨碰撞位置不同,产生的颅骨损伤也不同,当碰撞位置为额骨和颞骨时存在骨折风险;对于颅脑损伤,随着碰撞位置不同,存在不同脑挫裂伤及脑振荡风险;与EEVC头部碰撞模型对比头部合成加速度曲线趋势一致,发动机罩外板变形接近,HIC15值随着碰撞位置不同,存在较大差异。     

汽车碰撞安全与轻量化研发中的若干挑战性课题

汽车结构与动力电池的碰撞安全性是开发轻量化、电动化汽车的强制性要求和关键基础性支撑技术。通过3个方面的10个典型课题及研究结果,介绍并综述了汽车碰撞安全性研发的技术挑战。第一,采用夹层式汽车前舱罩盖技术,提升罩盖结构力学特性的横向均匀性以及冲击响应历程的均匀性,满足汽车吸能位移限定下的行人头部碰撞响应控制;采用精细人体有限元模型解析复杂工况下行人下肢损伤机理和影响参数,基于人体组织损伤层面的虚拟评估改进汽车结构的人体碰撞保护设计;面向复杂道路交通事故工况和多样化人体特征,解决强非线性条件下的自适应乘员智能保护系统优化设计难题,通过在时间和空间上对乘员约束载荷的均衡化实现针对工况可调的碰撞保护。第二,揭示材料冲击测试中系统共振导致信号振荡和材料屈服放大振荡的机理,开发抑制信号振荡的轻质动态力传感器;精细表征材料在碰撞载荷和复杂应力状态下的力学行为,针对高强钢、塑料、胶粘和焊点等轻质高强材料及复合连接接头建立大变形失效断裂预报方法及仿真模型。第三,基于动力电池多工况挤压试验,建立电池在外载荷作用下的材料失效、电压陡降与温度上升的响应特征关联性,提出用力学响应特征预测电池内部损伤起始和短路发生的判据,解决电池在机械滥用载荷下的短路预测问题,建立能准确预测电池变形响应的数值模型及碰撞安全评估方法,并应用于电池包和电动车的轻量化与碰撞安全性设计。     

面向行人综合保护的汽车前部结构参数优化

针对行人头部和下肢的综合保护,建立了行人汽车碰撞的多刚体模型.选取保险杠、发动机罩和风窗玻璃等的诸多几何参数作为设计变量,以行人头部和下肢损伤指标最小为优化目标,采用基于Pareto最优的多目标遗传算法对汽车的前部结构参数进行了优化.结果表明,发动机罩与水平面的夹角对头部损伤影响最大,保险杠离地高度对下肢损伤影响明显,优化得到的3组结构参数对行人综合保护有较好的效果.     

基于EuroNCAP的成人头部碰撞保护设计研究

成人头部碰撞保护一直是车辆行人安全设计的难点,随着ENCAP对行人保护的要求不断提高,成人头部保护的得分比重对于获得高星级评价至关重要。文章以SMTC某车型的行人保护开发为例,分别从造型、布置、结构等方面分析了成人头部碰撞保护的设计原则与改进方法,并通过试验与CAE仿真分析,验证了本文结论的对提高成人头部碰撞保护性能的有效性。     

基于行人头部保护的汽车发动机罩铰链优化设计

文章提出一种可折叠变形式发动机罩铰链,降低行人头部撞击发动机罩铰链区域时的伤害,并运用Hyper Mesh软件建立某轿车发动机罩及行人头部有限元模型,通过LS-dyna软件求解行人头部撞击发动机罩铰链区域时的伤害指标,验证可折叠式发动机罩铰链设计的可行性。     

基于事故重建的骑车人头部碰撞测评工况研究

为了研究交通事故中两轮车骑车人头部碰撞工况，通过事故重建对汽车-两轮车碰撞模型进行验证，针对轿车和SUV车型分析了头部碰撞区域、速度和角度的差异，结合现有行人保护测评要求提出了测评建议。结果表明：骑车人头部碰撞速度与行人头部碰撞速度差别不大；对于发动机罩前缘高度不高于850 mm的车辆，头部碰撞区域建议将包络线（WAD）范围从2 100 mm扩大至2 300 mm，碰撞角度为45°；对于发动机罩前缘高度高于850 mm的车辆，无需扩大头部碰撞区域。     

基于行人保护的翼子板结构优化

汽车翼子板与发动机罩交界处是造成行人头部严重伤害的区域。往往导致行人的死亡。文中建立了头部碰撞器与车辆前部有限元模型。使用LS—DYNA来仿真头部碰撞器与翼子板发动机罩交界处的撞击试验。通过几个方案的改型,得出比较满意的结果,为现有车型提供了一些较可行的改型方案。